PELAPISAN TEMBAGA
Tembaga banyak digunakan sebagai bahan pelapis karena
mempunyai beberapa sifat yang menguntungkan :
1. Menambah kuatnya lapisan yang dilakukan di atasnya
karena sifat ini banyak pelapisan lain dilakukan
setelah logam dasar dilapisi dengan tembaga
2. Mempunyai sifat tahan karat,
3. Ulet, sehingga tidak retak apabila dibengkokan,
4. Mempunyai daya hantar listrik yang tinggi.
Dalam pelapisan tembaga digunakan bermacam-macan
larutan elektrolit, yaitu :
1. Larutan asam
2. Larutan sianida
3. Larutan fluoborat
4. Larutan pyrophosphat
Diantara empat macam larutan di atas yang paling
banyak digunakan adalah larutan asam dan larutan
sianida
Secara kimiawi perbedaan yang menyolok dari kedua
larutan itu adalah bahwa larutan asam berisi ion-ion
yang lebih sederhana dibandingkan larutan sianida yang
berisi ion-ion yang kompleks.
Larutan Asam
Beberapa asam yang dapat membentuk garam tembaga yang
mampu larut adalah jenis asam yang dapat digunakan
dalam pelapisan. Beberapa asam telah pernah dicoba dan
berhasil, diantaranya Asam asetat, Asam chlorat (HCl),
Asam nitrat (HNO3), Asam fluosilikat, Asam sulfat
(H2SO4), Asam fluoborat (H3BO3).
Namun saat ini yang sering dipakai adalah asam sulfat
dan asam fluoborat.
Larutan asam Sulfat :
Komposisi untuk tiap liter air :
- Cooper sulfat (kristal) : 150 –250 gram/liter
- Asam sulfat : 45 – 100 ml/l
Dalam hal lain prosentase bahan kimia dibuat seperti
berikut :
- Cu SO4. 5H2O : 200 – 250 gram/liter
- H2 SO4 : 45 – 75 ml/l
Pembuatan larutan ini adalah pada tangki keramik atau
plastik. Pertama kali air disiapkan dalam tangki baru
kemudian copper sulfat dan asam sulfat. Penambahan
bahan kimia, terutama asam sulfat harus dilakukan
sedikit demi sedikit supaya tidak timbul panas yang
berlebihan.
Dengan menggunakan larutan asam maka proses pelapisan
dilakukan pada suhu ruangan dan rapat arus 7 – 17
Ampere per desimeter persegi.
Kadang sifat hasil lapisan yang lunak dan buram tidak
menjadi masalah selama lapisan tembaga hanya digunakan
sebagai lapisan pertama. Maksudnya adalah setelah
dilakukan pelapisan tembaga kemudian dilakukan
pelapisan lain seperti nikel dan sebagainya.
Untuk memperkeras serta memperhalus hasil pelapisan,
dilakukan beberapa cara :
1. Merendahkan konsentrasi tembaga (copper) dalam
larutan
2. Mempertinggi konsentrasi asam
3. Mempertinggi rapat arus
4. Memperendah suhu larutan dalam operasi pelapisan
5. Pengadukan lebih perlahan dan terus menerus
6. Pemberian bahan-bahan tambahan
Anoda yang digunakan dalam larutan asam biasanya
adalah tembaga anoda hasil pengerlan, tapi kadang juga
digunakan tembaga anoda hasil penuangan yang berbentuk
lembaga. Rapat arus pada anoda kurang lebih sama
dengan rapat arus pada katoda.
Kadang anoda timah hitam tidak dapat larut juga
digunakan tapi kondisi larutan harus selalu diatur dan
selalu diremajakan.
Adapun larutan asam lain yang sering digunakan adalah
larutan asam fluobaorat dengan prosentase bahan kimia
sebagai berikut :
Komposisi 1 : (tiap liter air)
- Copper fluoborat : 225 – 450 gram/liter
- Asam fluoborat : 15 – 30 gram/liter
- Asam borat : 20 – 25 gram/liter
Komposisi 2 : (tiap liter air)
- Cu (BF4)2 : 330 –360 gram/liter
- HBF4 : 20 – 25 gram/liter
- H3BO3 : 20 – 25 gram/liter
Persiapan Katoda (benda kerja) dalam penggunaan
larutan asam
Dalam larutan asam maka tembaga tidak dapat langsung
menempel atau melapis katoda (benda kerja) yang
terbuat dari bahan-bahan tertentu seperti nikel, besi
atau seng, karena tembaga bersifat mulia dalam larutan
asam. Pada saat benda kerja dari besi dicelupkan ke
dalam larutan asam maka akan langsung terlapis oleh
tembaga, tapi lapisan ini tidak melekat kuat dan dapat
dihapus dengan mudah.
Karena itu setelah benda kerja dibersihkan dari karat,
minyak dan kotoran lain maka benda kerja dilapis
tembaga pada larutan sianida. Pelapisan dilakukan
sebentar saja dan yang penting terdapat selapis tipis
tembaga. Operasi pelapisan ini dikenal dengan nama
Copper-strike. Larutan yang digunakan adalah campuran
antara copper cyanide, sodium cyanide, free sodium
cyianida, sodium carbonate dan air.
Larutan Sianida
Dengan menggunakan larutan sianida maka pelapisan
tembaga dapat dilakukan secara langsung dalam larutan
tersebut. Tembaga akan terlapis pada katoda (benda
kerja) begitu arus dialirkan tapi tidak akan menempel
dengan hanya pencelupan saja seperti yang terjadi jika
menggunakan larutan asam.
Lapisan tipis tembaga pada benda kerja sering
digunakan sebagai lapisan pengikat pelapis diatasnya.
Proses pelapisan tipis tembaga ini seperti yang telah
disebutkan sebelumnya disebut copper-strike. Larutan
sianida yang digunakan dalam pelapisan tembaga terbagi
atas tiga jenis :
1. Lautan sianida tembaga biasa
2. Larutan sianida rochelle
3. Larutan sianida tembaga berefisiensi tinggi
Ketiga jenis larutan di atas mempunyai persamaan yaitu
berisi copper sianida dan sodium atau potassium
sianida. Dan ketiga jenis larutan terebut bisa
digunakan untuk tiga macam pelapisan :
1. Pelapisan persiapan (strike-plating),
2. Pelapisan pengikat/dasar,
3. Pelapisan akhir.
Pelapisan dengan menggunakan larutan sianida tembaga
biasa mempunyai hasil lapisan yang tipis dan tidak
mampu membentuk lapisan tebal. Untuk mendapatkan
lapisan yang lebih tebal dicapai oleh larutan sianida
yang berefiensi tinggi.
Persamaan reaksi kimia dalam pelapisan yang
menggunakan larutan sianida adalah sebagai berikut :
2 Na CN + Cu CN Na2Cu (CN)3
Dari reaksi tersebut dapat diasumsikan bahwa dua
molekul sodium-sianida bereaksi dengan satu molekul
copper-sianida akan terbentuk sebuah molekul yang
mengandung sianida bebas. Pengaruh dari sianida bebas
dalam larutan dapat diuraikan sebagai berikut :
1. Bila larutan tidak mengandung sianida bebas maka
akan diperoleh efisiensi katoda yang tinggi.
2. Bila ditambah sianida bebas maka efisiensi katoda
akan turun.
3. Bila sianida bebas terlalu sedikit maka akan
terjadi polarisasi pada anoda, lapisan akan melapis
permukaannya dan akhirnya anoda tidak akan mensuplai
ion ke katoda.
4. Semakin banyak sianida bebas akan membantu
pengiriman ion dari anoda, namun bila terlalu banyak
akan sulit mengontrolnya sehingga harus ditentukan
prosentase maksimun yang boleh ada.
a. Larutan Sianida Tembaga Biasa
Komposisi tiap liter air :
- Cu CN : 19 –26 gram/liter
- Free Na CN : 5 – 10 gram/liter
- Na2 CO3 : 15 – 60 gram/liter
Kondisi Operasi :
- pH : 11 – 12,2
- Suhu : 30o – 50o C
- Rapat Arus : 4 – 7 A/dm2
Larutan tersebut sering digunakan untuk copper-strike
karena kemampuan melapis yang tipis.
b. Larutan Sianida Tembaga Rochelle :
Komposisi untuk tiap liter air :
- Copper Sianida : 19 – 45 gram/liter
- Sodium Sianida : 26 – 53 gram/liter
- Sodium Karbonat : 15 – 60 gram/liter
- Rochelle Salt : 30 – 60 gram/liter
- Free Sodium Sianida : 15 – 30 gram/liter
Komposisi Operasi :
- pH : 12,2 – 12,8
- Suhu : 50o – 70o C
- Rapat Arus : 7 – 25 A/dm2
c. Larutan Sianida Tembaga Berefisiensi Tinggi :
Komposisi untuk tiap liter air :
- Copper Sianida : 90 – 150 gram/liter
- Sodium Sianida : 100 –170 gram/liter
- Free Sodium Sianida : 3,75 – 11, 25 gram/liter
- Sodium Hidroksida : 22,5 – 37,5 gram/liter
- Brightener (pengkilap) : 11,1 – 18,7 gram/liter
- Antipit Agent : 1,2 – 1,8 gram/liter
Kondisi Operasi :
- Suhu : 70o –90o C
- Rapat Arus : 3 – 32 A/dm2
- Kecepatan pengadukan katoda : 1 - 5 m/menit
Pembuatan larutan tembaga sianida dilakukan pada
tangki keramik atau plastik tahan bahan kimia. Pertama
kali yang dicampur dengan air adalah sodium sianida,
kemudian copper sianida dan bisa dilanjutkan dengan
bahan kimia yang lain. Sebenarnya tangki baja tahan
karat dapat digunakan, namun tetap lebih baik
menggunakan tangki keramik atau plastik. Sebab bila
menggunakan tangki baja kemungkinan akan terbentuk
senyawa ferro-sianida yang dapat mencemarkan larutan.
Anoda yang digunakan dapat anoda yang dirol atau
dilunakkan, tapi paling baik adalah jenis elektrolit
anoda. Anoda akan terpolarisasi (yang menghambat
proses pelapisan) jika suhu terlalu rendah, sianida
bebas sedikit dan rapat arus tinggi. Karena itu
pengaturan ketiga variabel tersebut sangat penting
supaya anoda tidak terpolarisasi
PELAPISAN TIMAH PUTIH
Pelapisan timah putih pada besi dengan cara listrik
(elektroplating) sudah sangat lama dilakukan untuk
kaleng-kaleng makanan, minuman dan sebagainya.
Pelapisan secara listrik secara umum sudah
menggantikan pelapisan secara celup panas. Karena
pelapisan secara celup panas menghasilkan lapisan yang
tebal dan kurang merata (kurang halus) sedangkan
pelapisan secara listrik dapat menghasilkan lapisan
yang tipis dan lebih merata/halus. Dengan keuntungan
tersebut masa sekarang ini lebih banyak dilakukan
pelapisan timah putih secara listrik dari pada secara
celup panas (Hot Dip Galvanizing)..
Sifat Lapisan Timah Putih
Dengan pelapisan timah putih bisa didapatan suatu
permukaan yang putih, tahan karat maupun tidak timbul
lapisan buruk akibat reaksi dengan makanan dan minuman
yang terdapat diatasnya. Namun sifat bahan karatnya
akan tinggi apabila lapisan timah putih benar-benar
menutup seluruh permukaan besi yang dilapisinya. Dan
apabila terdapat retakan pada lapisan timah putih
tersebut maka dengan cepat karat akan menyerang besi
dibawahnya dan menyebar dengan cepat. Oleh karenanya
pelapisan timah putih harus dilakukan serata mungkin
dan sesudah pelapisan timah putih kemudian dilapisi
lagi dengan laquer.
Timah putih mempunyai keuntungan lain yaitu tidak
beracun, sehingga cocok bila digunakan sebagai pelapis
pada kaleng makanan atau minuman. Timah putih juga
bisa lebur bersenyawaan dengan asam dan alkali kuat
dan membentuk garam. Karena itulan dalam pelapisan
timah putih digunakan dua macm larutan elektrolit
yaitu :
1. Larutan asam
2. Lartan alkalin.
Larutan Asam
Bila menggunakan larutan asam pada pelapisan timah
putih maka yang perlu sekali adalah bahan tambahan
(addition agent). Bahan tambahan ini dapat
bermacam-macam, untuk menghindari “pitting”, pelunakan
lapisan atapun pengkilap. Beberapa bahan tambahan yang
diperlukan diantaranya adalah :
a. Asam Cresilat (cresylic acid)
b. Beta naphtol
c. Recorcinol
d. Asam cresol sulfonat, dll.
Bahan-bahan tambahan tersebut kadang dipakai satu-satu
atau beberapa macam sekaligus. Contoh penggunaan bahan
tambahan adalah pada larutan berikut ini :
Larutan Stannous Sulfat
Komposisi untuk tiap liter air :
- Stannous sulfat : 54 gram/liter
- Asam sulfat : 100 gram/liter
- Asam creol sulfonat : 100 gram/liter
- Beta naphtol : 1 gram/liter
- Gelatin : 2 gram/liter
Kondisi Operasi :
- Suhu : 50o – 70o C
Fungsi stannous sulfat dalam larutan tersebut adalah
sebagai sumber ion logam dan asam sulfat menambah
konduktivitas larutan. Variasi dari dua macam bahan
kimia tersebut banyak sekali, tergantung dari
penggunaannya. Bila diinginkan kecepatan pelapisan
yang lebih tinggi maka konsentrasi larutan harus
dipertinggi, terutama unsur timah putihnya (stannous
sulfat).
Dalam membuat larutan ini tidak terlalu dibutuhkan
urutan pencampuran bahan kimia yang kaku. Tetapi
beberapa bahan tambahan seperti gelatin dan beta
aphtol agak sulit melarut. Untuk itu diperlukan
pencampuran bahan tambahan tersebut dalam air panas,
supaya larut, baru kemudian dicampurkan dengan
bahan-bahan pokoknya.
Selama proses tidak boleh terus menerus disaring,
karena dapat mempengaruhi konsentrasi bahan tambahan
yang ada (perlu diingat : bahan tambahan seperti
gelatin sifatnya kental dalam suhu biasa sehingga
mungkin tertahan oleh penyaring yang berpori kecil).
Karena itu etelah dioperasikan beberapa lama, kemudian
baru disaring. Setelah disaring atur kembali
konsentrasi bahan tambahan yang ada dalam larutan.
Larutan lain yang dapat digunakan adalah larutan
stannous fluoborat. Prosentase bahan imia untuk
larutan tersebut adalah sebagai berikut :
Komposisi untuk tiap liter air :
- Stannous tin : 30 – 40 gram/liter
- Free boric acid : 20 – 30 gram/liter
- Cresol sulfonic acid : 20 – 30 gram/liter
- Gelatin : 1 gram/liter
- Beta naphtol : 1 gram/liter
Kondisi Operasi :
- pH : 0,2 – 0,6
- Suhu : 50o – 70o C
Anoda yang digunakan sebaiknya adalah timah putih
dengan kadar kemurnian yang tinggi. Adanya unsur
tembaga atau antimon dalam larutan atau pada anoda
akan membentuk kotoran, maka harus diusahakan bebasnya
larutan dari unsur tersebut.
Larutan Alkali
Pembuatan larutan elektrolit dari senyawa alkali
adalah sama mutunya dengan larutan elektrolit dari
senyawa asam. Larutan dapat dibuat dari garam sodium
atau garam potassium. Ditinjau dari harganya garam
sodium adalah lebih murah, tapi garam potassium lebih
mudah larut dalam air dan lebih stabil. Karena itu
dalam perhitungan ekonomis lebih banyak digunakan
garam potassium.
Larutan Sodium Stanat
Komposisi untuk tiap liter air :
- Sodium stanat : 90 – 120 gram/liter
- Sodium hidroksida : 7,5 – 11,2 gram/liter
- Sodium asetat : 10 – 15 gram/liter
Kondisi Operasi :
- Rapat arus : 3 – 5 A/dm2
- Suhu : 70o – 80o C
Kecepatan pelapisan pada larutan di atas adalah lebih
rendah jika dibandingkan dengan larutan asam.
Kecepatan pelapisan dapat ditingkatkan dengan menambah
konsentrasi timah putih dalam larutan, namun sifat
dapat larut dari senyawa sodium stanat menjadi
terbatas bila dalam larutan terdapat karbonat.
Bila menggunakan larutan alkalin maka menurut
pengalaman akan terjadi hal-hal sebagai berikut :
1. Efisiensi katoda akan turun secara cepat sesuai
dengan turunnya suhu operasi
2. Efisiensi katoda akan turun secara cepat sesuai
dengan meningkatnya rapat arus.
3. Efisiensi katoda akan turun sesuai dengan
bertambahnya caustic.
4. Dekomposisi (penguraian) larutan akan meningkat
sesuai dengan meningkatnya suhu operasi.
5. Stabilitas larutan akan meningkat sesuai dengan
bertambahnya caustic.
6. Bila sodium stanit terbentuk dalam larutan, maka
larutan akan mengurai dengan cepat dan juga akan
terdapat hasil pelapisan yang kasar.
7. Sosium stanit akan terbentuk bila anoda tidak
terpolarisasi dengan baik (anoda yang idak
terpolarisasi dengan baik akan berwarna putih).
8. Anoda harus terpolarisasi dengan memuaskan.
9. (anoda yang terpolarisasi dengan baik akan berwarna
kuning kehijauan, coklat muda atau keemasan).
10. Bila anoda terlalu terpolarisasi (melebihi batas)
maka anoda tidak akan melarut dan tidak dapat
memberikan ion-ionnya, dengan atalain tidak akan
terjadi pelapisan (anoda yang polarisasinya melebihi
batas akan berwarna hitam).
11. Anoda akan terpolarisasi bila rapat arus anoda
adalah rendah.
12. Anoda akan secara cepat melebihi batas polarisasi
bila rapat arus anoda terlalu tinggi.
13. Polarisasi anoda yang baik, stabil dan
berkelanjutan sangat penting untuk memelihara mutu
pelapisan.
Larutan alkali ini dapat dibuat pada tangki baja tahan
karat, urutan pencampuran bahan kimia dapat sembarang
tapi pencampuran sodium stanat sebaiknya sedikit demi
sedikit. Bila sodium stanat yang berat dimasukkan
lebih dulu maka sodium stanat akan mengendap di bawah
dan akan menyulitkan pelarutan. Setelah larutan siap
(bahan kimia sudah terlarut semuanya) baru kemudian
dipanaskan dengan koil pemanas (heater coil).
Seringkali dalam operasi pelapisan pertama digunakan
anoda baja, baru setelah beberapa saat diganti dengan
anoda timah putih. Dengan melihat warna anoda maka
akan dapat ditentukan, apakah luas permukaan anoda
sudah sesuai atau belum. Pengaturan ini dengan cara
mengurangi jumlah butiran/batangan anoda (bila
digunakan anoda berbentuk bola atu batang-batang
kecil) atau dengan menambah/mengurangi bidang yang
tercelup (bila menggunakan anoda berbentuk batangan
panjang). Kadangkala anoda baja tetap digunakan selama
pelapisan bersama dengan anoda timah putih, karena
anoda baja dapat mencegah terjadinya polarisasi yang
melebihi batas. Namun akan lebih bila anoda baja
digunakan sesekali saja dalam waktu tertentu, karena
soda api (caustic soda) akan terbentuk bersamaan
dengan terjadinya pelapisan.
Bila sodium stanit terbentuk maka larutan akan
berwarna gelap dan lapisan menjadi buruk. Untuk itu
maka pelapisan/larutan harus diperbaiki dengan
menambahkan hidrogen peroksida. Selama proses
perbaikan kadang digunakan anoda baja.
Kerugian larutan sodium stanat :
1. Tidak dapat melapis dengan kecepatan tinggi.
2. Hanya baik digunakan untuk pelapisan tipis.
Keuntungan larutan sodium stanat :
1. Penutupan permukaan sangat baik (tidak berpori)
2. Kekuatan pelapisan (daya rekat) adalah tinggi.
Larutan alkali yang lain ada beberapa diantaranya
larutan potassium stanat dan larutan campuran
potassium dan sodium.
Larutan potassium stanat :
Komposisi untuk tiap liter air :
- Potassium stanat : 177 – 202 gram/liter
- Potassium hidroksida : 20 – 25 gram/liter
- Potassium karbonat : 15 gram/liter
Kondisi Operasi :
- Rapat arus : 4 – 6 A/dm2
- Suhu : 70o – 75o C
Larutan campuran potassium dan sodium :
Komposisi untuk tiap liter air :
- Sodium stanat : 90 – 120 gram/liter
- Potassium hidroksida : 11 – 15 gram/liter
- Potasium karbonat : 30 gram/liter
Kondisi Operasi :
- Rapat arus : 4 – 6 A/dm2
- Suhu : 70o – 75o C
Anoda yang digunakan pada pelapisan timah putih ada
beberapa jenis :
1. Anoda timah putih murni
2. Anoda timah putih paduan 1% alumunium
3. Anoda baja.
Ketiga jenis anoda tersebut dipakai dalam beberapa
keadaan dan mempunyai keuntungan dan kerugian
masing-masing.
Sebagai contoh bila menggunakan anoda timah putih
murni maka rapat arus anoda harus benar-benar tepat
supaya tidak terjadi polarisasi yang tidak diharapkan,
namun dilain pihak pengontrolan larutan lebih mudah.
Sedangkan anoda timah putih paduan 1% alumunium dapat
dioperasikan pada rapat arus yang lebih bervariasi
juga efisiensi lebih tinggi. Dan kalau menggunakan
anoda baja maka kemungkinan terjadi polarisasi yang
tidak diinginkan tidak ada, tapi kemungkinan
terjadinya penurunan kecepatan pelapisan akibat
terbentuknya sodium hidroksida adalah lebih besar.
PELAPISAN SENG
Seng sudah lama terkenal sebagai pelapis besi yang
tahan korosi, murah harganya, dan mempunyai tampak
permukaan yang cukup baik. Pelapisan senga 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 permukaan lebih baik
Karena beberapa keuntungan itulah maka lebih banyak
dilaksanakan pelapisan secara listrik daripada
cara-cara lainnya. Pelapisan seng secara listrik
kadang juga disebut elektro-galvanizing. Larutan
elektrolit yang sering digunakan ada dua macam yaitu
larutan asam dan larutan sianida. Bila dibandingkan
maka permukaan lapisan hasil dari penggunaan larutan
sianida adalah lebih baik jika dibandingkan dengan
larutan asam. Namun larutan asam digunakan bila
dikehendaki kecepatan pelapisan yang tinggi dan biaya
yang lebih murah.
Larutan lain yang sering digunakan pada pelapisan
adalah larutan alkali zincat dan larutan pyrophosphat.
Larutan Asam
Sudah dijelaskan sebelumnya bahwa larutan asam
mempunyai beberapa keuntungan, walaupun tampak
permukaannya tidak terlalu baik dan buram.
Beberapa macam larutan asam di bawah ini beserta
kondisi larutan operasinya :
Larutan 1 :
Perbandingan untuk tiap liter air :
- Zn SO4 7H2O : 360 gram/liter
- NH4 Cl : 30 gram/liter
- Na C2 H3O2 3 H2O : 15 gram/liter
- Glukosa : 120 gram/liter
Kondisi Operasi :
- Rapat arus : 2 – 4 A/dm2
- Suhu : 20o– 30o C
- pH : 3,5 – 4,5
Pada larutan di atas fungsi seng sulfat adalah sebagai
sumber logam pelapis, amonium chlorida untuk
meningkatkan konduktivitas larutan. Sedangkan sodium
asetat adalah sebagai bahan penyangga dan glukosa
adalah bahan tambahan, senyawa chlorida yang lain
dapat ditambahkan atau digunakan pada larutan
tersebut. Mungkin juga garam alumunium digunakan
sebagai pengganti sodium asetat. Bahan-bahan tambahan
lain dapat digunakan seperti “antipit”, thiourea, dan
lainnya.
Komposisi larutan asam lainnya diantaranya seperti di
bawah ini :
Larutan 2 :
Perbandingan untuk tiap liter air :
- Zn SO4 : 375 gram/liter
- Na2 SO4 : 71,25 gram/liter
- Mg SO4 : 60 gram/liter
Kondisi Operasi :
- pH : 3 – 4
- Suhu : 54 o – 60 o C
- Rapat arus : 25 – 40 A/dm2
Larutan di atas baik sekali untuk pelapisan denga
kecepatan tinggi. Namun selama proses pelapisan
larutan harus selalu disaring, karena akan terbentuk
endapan/kotoran yang dapat mempengaruhi hasil
pelapisan.
Larutan 3 :
Perbandingan untuk tiap liter air :
- Zn SO4 : 352,5 gram/liter
- (NH4)2 SO4 : 30 gram/liter
Kondisi Operasi :
- pH : 3 – 4,5
- Suhu : 38 o – 54 o C
- Rapat arus : 10 – 60 A/dm2
Jenis larutan ini baik dan cocok untuk pelapisan
secara berkelanjutan (misalnya pelapisan plat), hasil
lapisanpun lebih putih dengan struktur kristal lebih
halus (tapi bukan mengkilap). Selama proses pelapisan
harus dilakukan penyaringan dan pengadukan sistem
udara (air agitation).
Larutan 4 :
Perbandingan untuk tiap liter air :
- Seng Sulfat : 240 gram/liter
- Ammonium Chlorida : 15 gram/liter
- Ammonium Sulfat : 30 gram/liter
- Licorice : 1 gram/liter
Kondisi Operasi :
- pH : 3 – 4,5
- Suhu : 21 o – 38 o C
- Rapat arus : 5 – 10 A/dm2
Pada larutan 4 ini fungsi Ammonium Chlorida adalah
sebagai bahan penyangga (buffer) dan ammonium sulfat
sebagai pengkilap.
Pembuatan larutan elektrolit untuk pelapisan seng
dilakukan pada tangki plastik atau keramik. Setelah
semua bahan terlarut baru kemudian diatur pH larutan.
Bila terjadi hasil lapisan yang kasar maka kemungkinan
larutan elektrolit sudah tercemar. Pencemaran mungkin
disebabkan oleh pencemar padat atau pencemar cair.
Bila pencemar disebabkan oleh pencemar padat maka
dapat diatasi dengan penyaringan. Tapi bila cair maka
harus diproses dengan “zinc dust”.
Pada pelapisan seng efisiensi anoda maupun katoda
cukup tinggi,dan polarisasinya rendah. Bahan yang akan
dilapisi harus melalui proses pemberdihan (cleaning)
dan pencelupan asam.
Larutan Sianida
Untuk memperoleh hasil pelapisan yang lebih baik,
terutama dalam hal tampak permukaan (lebih mengkilap),
maka digunakan larutan yang lebih mengkilap,
keuntungan lainnya yaitu daya lapis lebih tinggi dari
pada menggunakan lapisan asam. Dengan adanya daya
lapis yang lebih tinggi maka kekuatan lapisan menjadi
baik, demikian juga penutupan permukaan katoda (benda
kerja) lebih baik pula. Namun harus tetap diingat
bahwa seng termasuk logam aktif, shingga kemengkilapan
seng semakin lama akan berkurang. Walaupun demikian
dengan sifatnya yang aktif tersebut seng akan lebih
mampu melindungi besi yang dilapisinya.
TABEL PERBANDINGAN LARUTAN ASAM DAN
SIANIDA UNTUK PELAPISAN SENG
Karakteristik Larutan Asam Larutan Sianida
- Daya lapis
- Tampak permukaan
- Logam yang dilapisi
- Kecepatan pelapisan
- Biaya
- Tangki
- Struktur lapisan
- Kontrol larutan
- Efisiensi elektroda - Sangat rendah
- Buram keabu-abuan
- Dapat melapis semua
Logam
- Tinggi
- Murah
- Bahan tahan asam
- Berbutir kasar
- Mudah
- Tinggi, pada semua
tingkat kecepatan - Sangat tinggi
- Agak sampai mengkilap
- Tidak dapat melapis besi tuang dan mampu tempa
- Terbatas tingginya
- Murah tapi lebih tinggi dari pada larutan asam
- Baja
- Berbutir halus
- Sulit
- Tinggi, tapi hanya pada kondisi terbatas
Terlihat bahwa larutan sianida mempunyai beberapa
kelebihan bila dibandingkan dengan larutan asam
(meskipun terdapat kelemahan). Umumnya larutan sianida
disiapkan dari seng sianida direaksikan dengan sodium
sianida akan membentuk sodium seng sianida, seperti
tampak dalam persamaan berikut ini :
2 Na CN + Zn (CN)2 Na2 Zn (CN)4
namun dalam reaksi lain akan terjadi sebagai berikut :
2 Na OH + Zn (CN)2 Na2 Zn O2 +
2 H C N
Dapat dilihat di atas bahwa sodium hidroksida
direaksikan dengan seng sianida akan terbentuk sodium
zincat dan asam sianida.
Larutan sianida seng ada beberapa diantaranya yaitu :
Larutan Sianida Biasa
Perbandingan untuk tiap liter air :
- Seng sianida : 60 gram/liter
- Sodium sianida : 23 gram/liter
- Sodium hidroksida : 53 gram/liter
Kondisi Operasi :
- Suhu : 40o – 50o C
- Rapat arus : 2 – 3 A/dm2
- Efisiensi katoda : 90 – 95 %
Larutan tersebut di atas akan menghasilkan lapisan
yang baik untuk proteksi besi dari karat. Larutan di
atas akan lebih tinggi kecepatan pelapisannya apabila
konsentrasinya dipertinggi dan suhunya juga dinaikkan.
Dengan penambahan garam mercuri/raksa ke larutan
sianida tersebut maka tampak permukaan hasil lapisan
akan lebih baik lagi.
Larutan Sianida – Mercuri
Perbandingan untuk tiap liter air :
- Seng sianida : 37,5 gram/liter
- Sodium sianida : 22,5 gram/liter
- Sodium hidroksida : 30 gram/liter
- Mercuri oksida : 0,25 gram/liter
Kondisi Operasi :
- Suhu : 30o – 40o C
- Rapat arus : 5 A/dm2
- Anoda : seng mengandung 0,1 - 1% mercuri
Keberadaan mercuri/raksa disini harus benar-benar
diatur tidak boleh terlalu tinggi, karena akan timbul
titik-titik hitam selang beberapa waktu setelah
pelapisan. Dengan adanya mercuri dalam larutan maka
akan meningkatkan daya lapis larutan.
Larutan Pelapisan Mengkilap
1. Perbandingan untuk tiap liter air :
- Seng sianida : 60 – 82 gram/liter
- Sodium sianida : 19 – 64 gram/liter
- Sodium hidroksida : 75 - 112 gram/liter
- Bahan tambahan : disesuaikan
Kondisi Operasi :
- Suhu : 30o – 50o C
- Rapat arus : 2 – 6 A/dm2
- Anoda : seng dengan kadar kemurnian tinggi.
2. Perbandingan untuk tiap liter air :
- Seng sianida : 50 – 55 gram/liter
- Sodium sianida : 90 – 110 gram/liter
- Sodium hidroksida : 50 – 55 gram/liter
- Metallic zinc : 40 – 45 gram/liter
- Total sodium : 90 – 110 gram/liter
- Bahan tambahan (brightener) : disesuaikan
Kondisi Operasi :
- Suhu : 20o – 50o C
- Rapat arus : 2 – 6 A/dm2
- Anoda : seng dengan kadar kemurnian tinggi.
Dalam larutan-larutan di atas fungsi seng sianida
adalah sebagai sumber logam. Dalam pembuatan larutan
sodium hidroksida dan sodium sianida dicampurkan ke
dalam air lebih dahulu sehingga keduanya larut. Baru
kemudian ditambahkan seng sianida atau seng oksida
(bagi larutan yang menggunakan seng oksida seperti
larutan 2). Setelah itu bahan-bahan kimia lainnya
dapat dimasukkan. Penyaringan awal dapat dilakukan
setelah semua bahan terlarut. Setelah diyakini larutan
benar-benar bersih kemudian dilakukan uji coba
pelapisan. Bila hasil lapisan kurang mengkilap maka
perlu seng sianida atau seng oksida serta bahan
pengkilap (brightener) ditambahkan.
Dalam menganalisa hasil lapisan yang kurang mengkilap
harus diperhitungkan adanya unsur-unsur pencemar dalam
larutan. Karena walaupun perbandingan bahan kimia
sudah sesuai, dengan adanya bahan pencemar maka hasil
lapisan akan buram atau bahkan menjadi kelabu tua.
Larutan sianida seng dapat digunakan dalam waktu lama
dan pemeliharaannya dilakukan dengan penambahan sodium
hidroksida seperti pengaturan perbandingan sodium
sianida dan seng sianida. Untuk mempertinggi kecepatan
pelapisan maka rapat arus dan suhu serta konsentrasi
bahan kimia dapat dinaikkan, tapi sesuai dengan
naiknya hal-hal tersebut maka kemengkilapan akan sulit
dipertahankan.
PELAPISAN NIKEL
Saat ini pelapisan nikel pada besi banyak sekali
dilaksanakan. Baik untuk tujuan pencegahan karat saja
ataupun untuk menambah keindahan. Dengan hasil
lapisannya yang mengkilap maka dari segi ini nikel
adalah yang paling banyak diinginkan untuk melapis
permukaan. Dalam pelapisan nikel selain dikenal
lapisan mengkilap, terdapat juga jenis pelapisan yang
buram hasilnya. Tapi tampak permukaan yang buram
inipun dapat juga digosok hingga halus dan mengkilap.
Jenis lain dari pelapisan nikel adalah pelapisan yang
berwarna hitam. Warna hitam inipun tampak menarik dan
digunakan biasanya untuk melapis laras senapan dan
lainnya.
Konsentrasi Larutan
Sumber logam pelapis dalam larutan didapat dari garam
nikel. Pengaruh dari konsentrasi garam nikel dalam
larutan dapat dijelaskan sebagai berikut,
Bila konsentrasi garam nikel tinggi, maka :
a. Rapat arus semakin tinggi
b. Kecepatan pelapisan meningkat
Bila konsentrasi garam nikel rendah, maka :
a. Permukaan lapisan akan "terbakar" bila rapat arus
tinggi
b. Efisiensi katoda menjadi rendah
Penambahan nikel chlorida dimaksudkan untuk
meningkatkan korosi anoda dan konduktivitas larutan.
Lapisan yang dihasilkan dari larutan dengan
konsentrasi nikel chlorida tinggi adalah lebih halus
permukaannya, lebih keras dan struktur kristalnya
lebih halus. Bila konsentrasi asam borat terlalu
rendah, maka akan mengurangi aksi penyanggaan dalam
lapisan katoda dan membuat sulitnya pengontrolan pH
larutan. "Pitting" mungkin akan terjadi bila asam
borat mempunyai konsentrasi yang salah.
Kondisi Operasi
Suhu operasi pada kebanyakan larutan nikel berkisar
antara 50o - 70o C. Bila variabel lain tetap, maka
sesuai dengan peningkatan suhu makan rapat arus juga
semakin besar (tanpa menjadi terbakar), konduktivitas
larutan meningkat, kekerasan lapisan berkurang, tetapi
keuletan bertambah.
Selama operasi pH berkisar antara 1,5 sampai 4,5. Bila
variabel lain tetap, sesuai dengan pengurangan pH maka
rapat arus dapat dinaikkan, kondusktivitas larutan
meningkat, efisiensi anoda meningkat tapi mengurangi
efisiensi katoda.
Pengadukan perlu dilakukan selama operasi dan dapat
dilakukan dengan cara mekanik, udara, sirkulasi maupun
penggoyangan katoda. Guna dari pengadukan ini adalah
untuk :
1. Mencegah stratifikasi larutan elektrolit
2. Memelihara supaya suhu merata dalam larutan
Anoda yang digunakan ada dua macam yaitu anoda tak
larut dan anoda larut. Anoda tak larut yang biasa
digunakan adalah dari jenis anoda karbon dengan
sedikit silikon. Sedangkan anoda larut ada beberapa
macam yaitu :
1. Berbentuk batangan
2. Berbentuk segi empat
3. Berbentuk bola.
Ketiga macam anoda larut tersebut lebih sering
digunakan dari pada anoda karbon (tak larut) karena
hasil permukaan lapisan lebih mudah diatur. Pada
umumnya anoda karbon berbentuk batangan.
Masalah Dalam Lapisan
Bila terjadi suatu masalah dalam pelapisan, maka yang
pertama kali harus diteliti oleh operator adalah
kebenaran konsentrasi bahan kimia dalam larutan
elektrolit. Bila konsentrasi sudah benar maka baru
diperiksa hal-hal lainnya. Beberapa masalah yang
mungkin timbul selama pelapisan ialah "pitting", daya
lapis rendah, efisiensi katoda rendah. Kontaminasi
yang mungkin terjadi dapat dijelaskan seperti di bawah
ini,
"Piting" akan timbul apabila :
a. Bahan tambahan "anti pitting" kurang
b. Sumber logam pelapis terlalu rendah
c. Asam borat terlalu rendah
d. Keasaman terlalu tinggi
e. Adanya ketidakmurnian bahan kimia
f. Pengadukan tidak sesuai.
Daya lapis rendah akan terjadi apabila :
a. Sumber logam pelapis rendah
b. Suhu larutan terlalu rendah
c. Konsentrasi hidrogen peroksida terlalu tinggi
d. Rapat arus yang terlalu rendah diterapkan larutan
dengan pH yang tinggi
Efisiensi katoda yang rendah akan dialami apabila :
a. Konsentrasi logam dalam larutan terlalu rendah
b. Rapat arus terlalu rendah
c. Rapat arus terlalu tinggi bila dibandingkan dengan
suhu larutan, konsentrasi logam dan derajat pengadukan
d. Suhu larutan terlalu rendah
e. Terlalu banyak mengandung hidrogen peroksida atau
bahan "anti pitting"
f. pH terlalu rendah
Kontaminasi atau pencemaran yang ada mungkin timbul
apabila proses pembersihan benda kerja tidak sempurna.
Akibatnya akan terdapat sisa minyak, debu, atau
kotoran-kotoran lainnya. Ketidakmurnian larutan dapat
bersumber dari beberapa sebab, yaitu :
a. Lapisan rak penggantung benda kerja (biasanya
terbuat dari plastik)
b. Terdapat logam asing dalam tangki
c. Garam nikel atau anoda kurang
d. Tas anoda baru atau kain penyaring baru
e. Slang yang terbuat dari karet
f. Serbuk/titik-titik cacat dari semprotan
g. Cairan penggosok benda kerja
h. Hidrogen peroksida yang belum distabilkan dengan
baik
i. Air
j. Debu atau kotoran di sekeliling tangki
Larutan untuk Pelapis Biasa
Ada banyak jenis larutan yang digunakan, baik untuk
pelapisan satu persatu (still) maupun barrel.
Pelapisan berikut dilaksanakan apabila hanya
diperlukan lapisan yang tahan karat (tanpa melihat
aspek dekoratif). Untuk pelapisan satu persatu (still)
larutan yang biasa digunakan adalah larutan tipe Watt.
Larutan tipe Watt dioperasi dalam pH rendah (1,5 -4,5)
dan pH tinggi (4,5 - 6,0).
Komposisi untuk tiap liter air pH rendah pH tinggi
- Nikel Sulfat
- Nikel Chlorida
- Asam Borat
Kondisi operasi
- PH
- Suhu
- Rapat Arus 340 gram/l
45 gram/l
35 gram/l
1,5 - 4,5
45 - 60o C
3 - 12 A/dm2 240 gram/l
45 gram/l
30 gram/l
45 - 6,0
45 - 70o C
2 - 12 A/dm2
Konsentrasi nikel sulfat dan nikel chlorida
bervariasi, sesuai dengan besarnya rapat arus juga
tergantung pada konsentrasi larutan, tinggi rendahnya
suhu operasi dan tingkat pengadukan.
Larutan elektrolit yang digunakan dalam pelapisan
dalam jumlah banyak (barrel) ada beberapa diantaranya,
(Komposisi untuk tiap liter air)
1. Nikel sulfat : 180 - 200gram/l
- Nikel chlorida : 45 - 55 gram/l
- Asam borat : 25 - 35 gram/l
- Magnesium sulfat : 200 - 240 gram/l
Kondisi operasi
- pH : 5 - 6
- suhu : 20 - 28 oC
- Voltage : 6 - 8
2. Nikel sulfat : 140 - 180 gram/I
- Ammonium chlorida : 30 - 40 gram/l
- Asam borat : 30 - 40 gram/l
Kondisi operasi
- pH : 5 - 5,5
- Suhu : 30 - 40 oC
- Voltage : 9 - 12
3. Nikel sulfat : 150 - 200 gram/l
- Nikel chlorida : 150 - 200 gram/l
- Asam borat : 22,5 - 25 gram/l
Kondisi operasi :
- pH : 4,5 - 5
- Suhu : 50 - 55 oC
Dalam pelapisan secara bareel yang harus diperhatikan
benar adalah adanya pencemaran akibat kotak benda
kerja yang berputar. Dengan adanya kotak/benda yang
berputar dalam larutan maka kemungkinan larutan akan
tercemar oleh benda asing akibat oleh gesekan, pelumas
dan sebagainya.
Larutan Untuk Pelapisan Hitam
Seringkali lapisan yang hitam dikehendaki karena
penampilannya yang menarik, tidak menentukan cahaya
dan beberapa alasan lain. Namun dilihat dari segi
ketahanan terhadap karat, maka pelapisan hitam adalah
lebih rendah ketahanannya terhadap karat bila
dibandingkan dengan pelapisan mengkilat. Untuk
mempertinggi daya tahan karatnya maka lebih baik
selalu dilapis minyak selama pemakaiannya.
Sifat lain dari lapisan nikel diantaranya :
1. Sifat tahan geseknya cukup baik
2. Daya rekat lapisan cukup baik
3. Keuletan rendah
Karena beberapa sifat diatas mana lebih sering
dilakukan lapisan tipis daripada lapisan yang tebal.
Penggunaan lapisan hitam biasanya pada laras senjata
seperti senapan, pistol dan lainnya.
Larutan yang paling sering digunakan adalah dari jenis
larutan sulfat dan larutan chlorida.
Larutan Sulfat :
Komposisi untuk tiap liter air :
- Nikel Sulfat : 65 - 75
gram/l
- Nikel Ammonium Sulfat : 40 - 45 gram/l
- Seng Sulfat (kristal) : 35 - 40 gram/l
- Sodium Thiosianat : 15 - 20 gram/l
Kondisi operasi :
- pH : 5
- Suhu : ruangan
- Rapat arus : 1-2 A/dm2
Larutan untuk pelapisan keras
Dengan pelapisan jenis ini dimungkinkan diperolehnya
hasil lapisan yang keras dan tahan gesek tapi sebagai
akibatnya lapisan tersebut tidak tahan terhadap
bengkokan. Lapisan yang terjadi lebih tahan karat
dibandingkan dengan lapisan hitam, tapi dilihat dai
aspek dekoratip adalah kurang menarik. Kekerasan
lapisan yang dicapai masih lebih rendah jika
dibandingkan dengan lapisan hasil pelapisan chrom
keras. Karena itu dalam pelapisan yang bertujuan
menghsilkan lapisan keras dilakukan dua kali proses,
yaitu pelapisan nikel keras kemudian baru pelapisan
chrom keras.
Sifat mekanik dari lapisan nike keras dapat ditunjukan
sebagai berikut :
- Kekerasan ( vickers VHN-10) : 425
- Kekuatan tarik : 152.000 psi
- Perpanjangan : 2% dalam 2 inch
- Larutan yang digunakan adalah sebagai berikut :
Komposisi untuk tiap liter air :
- Nikel Sulfat : 175 - 185 gram/l
- Ammonium Chlorida : 20 - 25 gram/l
- Asam Borat : 27 - 32 gram/l
Kondisi operasi :
- pH : 5,6 - 5,9
- Suhu : 40 - 50 oC
- Rapat arus : 3-6 A/dm2
Larutan Untuk Pelapisan Mengkilap
Penggunaan nikel sebagai pelapis umumnya yang
dikehendaki adalah kemampuannya untuk mengkilap.
Karena itu pelapisan mengkilap dibahas secara luas
dalam berbagai literatur.
Sebenarnya hasil permukaan yang mengkilap dapat
dihasilkan dengan menggosokkan pada lapisan nikel
biasa ( buram ). Tapi dengan demikian akan menambah
biaya produksi. Karena itu permukaan mengkilap yang
dapat diperoleh dalam sekali proses pelapisan yang
diharapkan. Untuk mendapatkan hasil pelapisan yang
mengkilap perlu diikuti beberapa ketentuan, yang bagi
jenis pelapisan lain sifat tidak mengikat tapi bagi
pelapisan nikel sifatnya mengikat sekali.
Dalam pelapisan nikel mengkilap, tidak dapat
ditinggalkan penggunaan bahan pemengkilap
(brightener). Secara umum bahan pemengkilap terbagi
atas dua klas. Klas pertama dipergunakan untuk
mendapatkan permukaan yang putih mengkilap, sedangkan
klas kedua dimaksudkan untuk memperoleh permukaan
kilapan sperti cermin. Bila bahan pemengkilap klas
pertama saja yang dipergunakan maka permukaan yang
dihasilkan justru menimbulkan tegangan pada lapisan
dan kerapuhan. Oleh karenanya supaya didapatkan
permukaan yang benar-benar baik maka digunakan kedua
klas bahan pemengkilap tersebut.
Bahan pemengkilap klas pertama yang biasa digunakan
naphtalene disufonic acid atau alkyl nap talene
disulfonic acid. Bahan pemengkilap klas dua yang juga
dikenal sebagai bahan pembantu mengandung garam-logam
atau senyawa organic tak jenuh. Kecuali bahan
pemengkilap bahan tambah lain juga digunakan, misalnya
“anti-pitting”dan lainnya
Larutan yang digunakan dalam pelapisan nikel mengkilap
ada beberapa, diantaranya :
(Komposisi untuk tiap liter air).
a. Larutan 1 ( tipe watt)
- Total nikel : 75 - 115 gram/l
- Nikel sulfat : 260 - 450 gram/l
- Nikel chlorida : 42 - 115 gram/l
- Asam borat : 37,5 - 47,5 gram/l
- Brightener : 5-15 ml/l
Kondisi operasi :
- pH : 2,8 - 4,5
- Suhu : 40 - 70 oC
- Rapat arus : 1 - 12 A/dm2
b. Larutan 2 (tipe fluoborat)
- Total nikel : 80 - 115 gram
/l
- Nikel fluoborat : 300 - 440 gram/l
- Asam fluoborat bebas : 10 - 25 gram/l
- Asam borat : 25 - 30 gram/l
- Brightener : 5 - 15 ml/l
Kondisi operasi :
- pH : 2,7 -
3.5
- Suhu : 50 - 60
oC
- Rapat arus : 2 - 18 A/dm2
c. Larutan 3 (tipe sulfamat)
- Total nikel : 60 - 175
gram/l
- Nikel sulfamat : 25 - 500
gram/l
- Nikel chlorida : 15 - 42
gram/l
- Asam borat : 30 - 40
gram/l
- Brightene : 5 - 15
A/dm2
Kondisi operasi :
- pH : 3 -
3,5
- Suhu : 50 -
60 oC
- Rapat arus : 2 - 18
A/dm2
Selama operasi proses pelapisan nikel mengkilap ini
harus dilakukan secara benar. Dalam arti penyaringan
harus dilakukan secara terus-menerus dan pengadukan
juga harus selalu dilakukan Khusus masalah penyaringan
perlu diketahui bahwa selama proses pelapisan anoda
akan mengeluarkan kotoran (berupa endapan). Karena itu
selain dilakukan penyaringan larutan maka anoda harus
dibungkus dengan tas anoda (anoda bag) yang terbuat
dari bahan poly proplene atau bahan lainnya. yang
penting bahan pembungkus anoda tersebut tahan bahan
kimia dan tidak menimbulkan pencemaran baru .
PELAPISAN KHROM
Selain nikel maka pelapisan khrom banyak dilaksanakan
untuk mendapatkan permukaan yang menarik. Karena
sifat khas khrom yang sangat tahan karat maka
pelapisan khrom mempunyai kelebihaan tersendiri bila
dibandingkan dengan pelapisan lainnya.
Selain sifat dekoratif dan atraktif dari pelapisan
khrom, keuntungan lain dari pelapisan khrom adalah
dapat dicapainya hasil pelapisan yang keras.
Sumber logam khrom didapat dari asam khrom, tapi dalam
perdagangan yang tersedia adalah khrom oksida (Cr O3)
sehingga terdapatnya asam khrom adalah pada waktu
khrom oksida bercampur dengan air
Cr O3+H2O
H2 Cr O4
Larutan elektrolit yang digunakan dalam pelapisan
khrom adalah campuran antara asam khrom dengan asam
sulfat. Perbandingan antara asam khrom dan asam
sulfat adalah 100 : 1. Fungsi asam sulfat dalam
larutan adalah sebagai katalisator.
Komposisi larutan tiap liter air dapat dilihat dibawah
ini :
I
II III
- Cr O3 : 225-250 gr/l - 360-400 gr/l
- 270-300 gr/l
- H2 SO4 : 2,25-2,50 gr/l - 3,60-4,00 gr/l
- 2,70-3,00 gr/l
Kondisi operasi :
- Suhu : 45 - 55 oC
- Rapat arus : 5 - 30 A/dm2
Rapat arus yang digunakan selama pelapisan dapat
meningkat sebanding dengan meningkatnya suhu. Hal ini
dapat dijelaskan sebagai berikut :
1. Bila rapat arus meningkat maka suhu juga harus
meningkat
2. Bila rapat arus meningkat maka kecepatan pelapisan
juga meningkat
3. Bila rapat arus meningkat dibutuhkan sumber
tegangan lebih tinggi
4. Bila lapisan mengkilap berarti lapisan juga keras
Gambar 1. Hubungan Antara Suhu Larutan dan Rapat Arus
Anoda yang digunakan dalam pelapisan khrom bersifat
tak larut dan ada beberapa jenis :
1. Timah hitam
2. Paduan timah hitam-timah putih.
3. Paduan timah hitam -antimon
4. Besi
Anoda timah hitam murni maupun paduan selama pelapisan
akan terlapis oleh peroksida timah hitam yang akan
mengoksidasi trivalent chromium yang ada. Bila
konsentrasi trivalent chromium menjadi berlebihan maka
lapisan akan menjadi buram kelabu. Lama kelamaan
lapisan pada anoda akan mengganggu pengiriman arus dan
akhirnya anoda harus diganti, sedangkan anoda yang
terlapis tersebut dapat dibersihkan lebih dahulu.
Penggunaan anoda besi akan menimbulkan pengotoran
larutan sebab akan terbentuk besi yang berupa endapan.
Untuk itu biasanya anoda besi hanya dipakai sebagai
pembantu dan digunakan kadang-kadang saja. Anoda timah
supaya dapat dipakai lagi haus dibersihkan lapisannya
dengan cara dicelup dalam larutan campuran :
- Rochelle salt : 100 gram/ liter air
- Caustic soda : 100 gram/ liter air
Pelapisan khrom akan lebih baik diterapkan pada benda
kerja setelah dilapis terlebih dahulu. Dengan demikian
hasil lapisan akan putih mengkilap, supaya mengkilap
harus dipoles lagi, komposisi larutan untuk lapis
keras biasanya adalah sebagai berikut :
- Cr : 500 gram/l
- H2 : 5 gram/l
Masih banyak lagi komposisi larutan yang digunakan
untuk maksud-maksud tertentu. Misalkan untuk
mendapatkan lapisan berwarna hitam maka dilakukan
penambahan atau campuran asam asetat dan lainnya.
Karena pelapisan krom ini merupakan jenis lapisan yang
khusus maka prosedur pelapisannya harus diikuti dengan
baik termasuk kontrol terhadap pencemaran larutan yang
mungkin timbul. Secara lengkap prosedur pelapisan
khrom adalah sebagai berikut :
1. Bersihkan logam yang akan dilapis dengan benar
(sesuai cara-cara dan prosedur yang telah dijelaskan
pada bab sebelumnya)
2. Lapislah permukaan logam dengan nikel (jenis
larutan biasa)
3. Bilaslah logam yang telah dilapis dengan air sampai
benar-benar bersih dari larutan kimia.
4. Lapislah lagi dengan tembaga (jenis larutan sulfat)
5. Bilaslah logam diikuti dengan pengeringan dan
pemolesan
6. Kemudian celuplah logam kedalam larutan berikut
dalam waktu singkat (10 - 15 detik)
Larutan pencelup :
- Asam nitrat (Nitric Acid/HNO3) : 28 gram
- Hidrocloric Acid : 7
gram
- Asam sulfat ( H2SO4) : 140
gram
- Air : 84 gram
7. Bilas lagi dengan sebaik- baiknya .
8. Ulangi pelapisan nikel hingga didapatkan permukaan
yang mengkilap.
9. Bilas dan gosoklah permukaan logam yang telah
dilapis nikel ini.
10. Pelapisan khrom dilakukan dengan prosedur seperti
telah dijelaskan sebelumnya dan benar-benar dijaga
agar larutan tidak tercemar, temperatur larutan maupun
rapat arus sesuai. Bila larutan sampai tercemar maka
tidak akan terjadi pelapisan.
PELAPISAN PERAK
Pelapisan logam perak termasuk pelapisan yang banyak
diterapkan pada perhiasan- perhiasan. Tidak berbeda
dengan pelapisan yang lain, pelapisan perak
membutuhkan persiapan yang sangat baik supaya
menghasilkan lapisan yang kuat dan mengkilat. Hasil
pelapisan perak akan lebih baik bila sebelumnya
dilapis nikel mengkilat. Tetapi bila tidak dilakukan
pelapisan nikel lebih lebih dahulu maka harus dilapis
tembaga (copper-strike) Supaya hasil lapisan mengkilat
dapat dilakukan penggosokan (buffing). Tetapi dapat
juga ditambahkan bahan pemengkilat pada larutan
elektrolit.
Larutan elektrolit yang digunakan adalah :
a. Larutan sanbid
- Silver cyanide : 45 gr/l
- Potassium cyanide : 127 gr/l
- Free potassium cyanide : 90 - 105 gr/l
- Potassium carbonate : 15 gr/l
- Brightener : 30 ml/l
Kondisi operasi :
- Rapat arus : 0,1 - 15
A/dm2
- Temperatur : 25 - 27 oC
- pH : 12,2 -
12,5
b. Larutan Nitrat
- Silver nitrate : 30 - 35 gr/l
- Sodium cyanide : 40 - 45 gr/l
- Causic soda : 5 - 8 gr/l
Kondisi operasi :
- Rapat arus : 0,3 - 0,4 gr/l
- Temperatur : 30 - 35 oC
Pada pelapisan dengan larutan cyanide maka anoda yang
digunakan harus perak dengan kadar kemurnian tinggi
sehingga hasil pelapisan dapat optimal sedangkan pada
larutan nitrat dapat digunakan anoda fero. Dalam
pencampuran elektrolit harus diusahakan secara
hati-hati. Sebagai contoh pada jenis larutan nitrat.
Pertama larutan silver nitrat pada seperempat bagian
air. Dalam tempat yang terpisah larutkan sodium
cyanide pada setengah bagian air. Kemudian campurkan
larutan silver nitrat dan sodium cyanide serta
tambahkan sodium carbon nate dan caustic soda.
Terakhir baru tambahkan sisa air yang diperlukan. Bila
proses pelapisan berjalan baik maka warna lapisan
adalah putih keperakan atau agak kekuningan. Bila
warna lapisan kelihatan kusam kotor berarti proses
pelapisan tidak baik. Kesalahan-kesalahan yang terjadi
selama proses pelapisan dapat dijelaskan secara
singkat sebagai berikut :
- Warna hitam atau coklat pada katoda berarti adanya
rapat arus yang terlalu tinggi atau proses pengadukan
yang tidak baik
- Lapisan tidak mau menempel berarti adanya pemisahan
perak dari elektrolit dan ini kadang terjadi hanya
pada penggunaan anoda fero.
Elektrolit perak tidak boleh disimpan atau ditempatkan
pada bak logam/ stainless steel tetapi harus pada
bahan non logam untuk mencegah pengotoran larutan,
demikian juga pengadukan harus dilakukan untuk
mencegah “pitting” pada hasil lapisan.
PELAPISAN EMAS.
Seperti juga perak maka pelapisan emas harus dilakukan
secara hati-hati, supaya menghasilkan lapisan yang
mengkilat. Sebaiknya logam yang akan dilapis selain
dibersihkan dengan larutan asam dan basa juga harus
digosok sehingga benar-benar bersih dari kotoran yang
menempel.
Demikian juga setelah dilakukan pelapisan maka juga
dilakukan proses buffing untuk mendapatkan lapisan
yang mengkilat. Hasil lapisan supaya mengkilat dapat
juga dicelup dalam bahan pemengkilap. Larutan
elektrolit yang digunakan adalah :
- Sy- gold (gold Cyanide) : 70 - 100 gr/l
- Potassium hidroksida : 6 - 15 gr/l
Kondisi operasi :
- Rapat arus : 1,5 - 15
A/dm 2
- Temperatur : 35 - 45 oC
Anoda yang digunakan adalah karbon, timah hitam atau
stainless steel (insolub-anode). Dari bermacam-macam
anoda tersebut yang di gunakan adalah anoda karbon
karena tidak mengakibatkan timbulnya permasalahan
selama proses pelapisan seperti penutupan permukaan,
pengotoran cairan dan sebagainya.
Sebelum dilapissi emas sebaiknya dilapis nikel lebih
dahulu atau tembaga sehingga hasil pelapisan emas
lebih kuat dan rata. Sehabis dilapis tembaga atau
nikel seringkali dicelup lagi dalam larutan potassium
sianida untuk aktifasi dan setelah proses persiapan
maka harus selalu diikuti proses pembersihan yang
benar-benar sempurna.
Kabar Baik!
