pengaruh konsentrasi larutan asam sulfat (h so )...
TRANSCRIPT
i
PENGARUH KONSENTRASI LARUTAN ASAM SULFAT
(H2SO4) (16%-20%) PADA PROSES ANODIZING DENGAN
BAHAN ALUMINIUM
SKRIPSI
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat sarjana S-1
Diajukan oleh:
Andreas Hermawan Rizky Pratama
NIM: 135214068
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2018
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ii
EFFECT OF VARIATION CONCENTRATION OF SULFURIC
ACID (H2SO4) (16-20%) IN ANODIZING ALUMINUM
PROCESS
FINAL PROJECT
As partial fulfillment of the requirement
to obtain the Sarjana Teknik Degree
in Mechanical Engineering
by
Andreas Hermawan Risky Pratama
Student Number: 135214068
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2018
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iii
PENGARUH KONSENTRASI LARUTAN ASAM SULFAT
(H2SO4) (16%-20%) PADA PROSES ANODIZING DENGAN
BAHAN ALUMINIUM
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iv
PENGARUH KONSENTRASI LARUTAN ASAM SULFAT
(H2SO4) (16%-20%) PADA PROSES ANODIZING DENGAN
BAHAN ALUMINIUM
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
v
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN
AKADEMIS
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
INTISARI
Anodizing atau yang dikenal dengan nama pelapisan logam adalah suatu
perlakuan permukaan untuk melapisi permukaan logam dengan lapisan oksida
protektif hingga ketebalan tertentu agar terlindungi dari pengaruh destruktif
lingkungan yang menyebabkan korosi, keausan, dan meningkatkan daya tahan
abrasi. Metode anodizing juga menghasilkan tampilan logam yang lebih menarik,
bertekstur, dan berwarna. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui
bagaimana pengaruh variasi konsentrasi asam sulfat pada proses anodizing bahan
aluminium terhadap ketebalan lapisan oksida dan kekerasan pada permukaan
aluminium.
Plat aluminium diamplas secara bertahap hingga permukaan aluminium
bersih dan tidak terdapat goresan goresan yang dapat mengganggu hasil anodizing.
Proses anodizing dilakukan dengan menggunakan Trafo slide regulator arus 3
Ampere, kemudian dilakukan proses cleaning, etching, desmut, anodizing dan
rinsing pada setiap prosesnya. Proses anodizing dilakukan menggunakan variasi
konsentrasi larutan asam sulfat 16%,17%,18%,19%,dan 20% dengan waktu
pencelupan 15 menit. Pengujian yang dilakukan meliputi foto mikro ketebalan
lapisan oksida dan kekerasan permukaan aluminium (Vickers).
Hasil pengujian menunjukkan bahwa penambahan konsentrasi asam sulfat
pada larutan anodiz selama proses anodizing berpengaruh terhadap ketebalan
lapisan oksida dan kekerasan permukaan aluminium. Ketebalan lapisan oksida
tertinggi sebesar 16,5 μm terjadi pada anodizing dengan konsentrasi larutan asam
sulfat 16% dan nilai kekerasan yang paling optimum terjadi pada konsentrasi
larutan asam sulfat 17% dengan nilai kekerasan sebesar 71, 77 VHN.
Kata kunci: anodizing, aluminium, ketebalan, kekerasan, H2SO4.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
viii
ABSTRACT
Anodizing or known as metal coating is a surface treatment for coating metal
surfaces with protective oxide layers up to a certain thickness to be protected from
environmental destructive effects that cause corrosion, wear and increase abrasion
resistance. The anodizing method also produces a more attractive, texture, and
colored metal look. The purpose of this study was to find out how the effect of
variation on sulfuric acid concentration on aluminum material anodizing process of
oxide layers thickness and hardness on aluminum surface.
The aluminum plate is gradually sanded up to a clean aluminum surface and no
scratch streaks can interfere with anodizing results. The anodizing process is done
by using a 3 Ampere current with voltage slide regulator, then cleaning, etching,
desmut, anodizing and rinsing process in each process. The anodizing process was
performed using variation on 16%,17%,18%,19%,dan 20% sulfuric acid
concentration with a dyeing time of 15 minutes. Tests carried out including a micro
photograph of the thickness of the oxide layer and the hardness of the aluminum
surface (Vickers).
The results showed that the addition of sulfuric acid concentration on anodic
solutions to anodizing process has an effect on the thickness of the oxide layer and
the hardness of the aluminum surface. The optimum oxide layer thickness of 16,5
μm occurred at anodizing with a 16% sulfuric acid solution concentration and the
most optimum hardness value occurred at a concentration of 17% sulfuric acid
solution with a hardness value of 71, 77 VHN.
Keywords: anodizing, aluminum, thickness, hardness, H2SO4.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
selesainya skripsi yang berjudul “PENGARUH KONSENTRASI LARUTAN
(H2SO4.) ASAM SULFAT (16%-20%) PADA PROSES ANODIZING DENGAN
BAHAN ALUMINIUM”.
Skripi ini penulis susun sebagai salah satu syarat bagi setiap mahasiswa
program studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata
Dharma Yogyakarta untuk mendapatkan Gelar Sarjana S-1 Teknik Mesin.
Selama melakukan penelitian, penulis telah menerima banyak bantuan dalam
bentuk materi maupun dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada
kesempatan kali ini penulis akan menyampaikan rasa terimakasih yang amat dalam
kepada:
1. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D, selaku Dekan Fakultas Sains dan
Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik
Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
3. Budi Setyahandana, S.T., M.T., selaku Dosen pembimbing tugas akhir,
terima kasih untuk bimbingan dan saran yang sudah diberikan selama ini.
4. Doddy Purwadianto, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing akademik.
5. Y.Agus Budi Harsono dan Dra. Hana Sri Lestari selaku orang tua penulis.
6. Timoty Rizky A, Agung Dwi Jayanto, Handoko Restu Nugroho, Samuel
Wildan Setyawan,Adrian Haris Kristanto, Bayu Adhi Saputro selaku adik dan
teman sekelompok yang senantiasa menemani suka dan duka.
7. Teman-teman Teknik Mesin USD Angkatan 2013 yang tidak dapat penulis
sebutkan satu persatu.
8. Seluruh teman-teman Waton Seneng yang telah menemani dan memberi
semangat kepada penulis.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
x
9. Seluruh staff pengajar dan laboran Program Studi Teknik Mesin, Fakultas
Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang telah
mendidik dan memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan-kekurangan yang perlu
diperbaiki dalam penyusunan skripsi ini, mengenai hal tersebut penulis
mengharapkan masukan dan kritik, serta saran yang bersifat membangun dari
berbagai pihak agar dapat menyempurnakan. Semoga skripsi ini dapat bermanfaaat
untuk penulis maupun pembaca. Terima kasih.
Yogyakarta 29 Januari 2018
Penulis
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .............................................................................. i
TITLE PAGE ........................................................................................ ii
HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................. iii
HALAMAN PENGESAHAN .............................................................. iv
HALAMAN PERNYATAAN .............................................................. v
LEMBAR PERNYATAAN PUBLIKASI ................................. xi
INTISARI ................................................................................... vii
ABSTRACT ...................................................................................... viii
KATA PENGANTAR ......................................................................... ix
DAFTAR ISI .................................................................................. xi
DAFTAR TABEL ........................................................................... xiv
DAFTAR GAMBAR ....................................................................... xv
DAFTAR SIMBOL ....................................................................... xviii
BAB I
PENDAHULUAN ................................................................................ 1
1.1. Latar Belakang Masalah .......................................................................... 1
1.2. Rumusan masalah .................................................................................... 3
1.3. Tujuan Penelitian .................................................................................... 3
1.4. Batasan masalah....................................................................................... 4
1.5. Manfaat Penelitian ................................................................................... 4
1.6. Metode Penelitian ................................................................................... 5
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
1.7. Sistematika Penulisan ............................................................................. 6
BAB II
DASAR TEORI ................................................................................... 7
2.1.Definisi Anodizing ................................................................................... 7
2.2.Klasifikasi Anodizing ................................................................................ 8
2.3.Aluminium .............................................................................................. 11
2.4.Aluminium Murni ................................................................................... 13
2.5.Proses Anodizing ..................................................................................... 15
2.6.Konsentrasi Elektrolit Pada Proses Anodizing ........................................ 19
2.7.Pembentukan Lapisan Oksida................................................................. 20
2.8.Sifat Penerapan Anodizing ...................................................................... 24
2.9.Rapat Arus .............................................................................................. 25
2.10.Pengujian Struktur Mikro ..................................................................... 25
2.11.Pengujian Kekerasan Mikro Vickers .................................................... 27
2.12.Tinjauan Pustaka ................................................................................... 28
BAB III
METODE PENIITIAN ...................................................................... 33
3.1.Diagram Alir Penelitian Anodizing ......................................................... 33
3.2.Alat dan Bahan Penelitian ...................................................................... 34
3.2.1.Alat Penelitian .......................................................................... 34
3.2.2.Bahan Penelitian ........................................................................ 43
3.3.Pelaksanaan Penelitian............................................................................ 48
3.3.1.Tahapan-tahapan Proses Anodizing Aluminium ....................... 48
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiii
3.4.Pelaksanaan Pengujian............................................................................ 52
3.4.1.Pengujian Foto Struktur Mikro ................................................. 52
3.4.2.Pengujian Kekerasan Mikro Vickers ......................................... 54
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ................................. 56
4.1.Perhitungan Rapat Arus yang mengalir ................................................. 59
4.2.Hasil Pengujian Kekerasan Vickers pada Permukaan Aluminium ........ 59
4.2.Hasil Pengamatan Struktur Mikro .......................................................... 62
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 69
5.1.Kesimpulan ............................................................................................ 69
5.2.Saran ...................................................................................................... 70
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................ 71
LAMPIRAN ................................................................................. 73
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 : Komposisi Aluminium seri 1XXX .............................. 14
Tabel 4.1 : Hasil Pengujian Kekerasan Raw Material ................... 61
Tabel 4.2 : Hasil pengujian dan perhitungan kekerasan lapisan
oksida setelah proses anodizing dengan variasi konsentrasi
asam sulfat 16%, 17%, 18%, 19%,dan 20% pada larutan
anodizing ........................................................................ 61
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Elektroda pada proses anodic oxidation............................................... 8
Gambar 2.2 Diagram porbeix aluminium .............................................................. 12
Gambar 2.3 Tahapan proses anodizing .................................................................. 15
Gambar 2.4 Grafik waktu pencelupan anodizing terhadap berat lapisan oksida yang
terbentuk dengan variasi konsentrasi elektrolit ...................................................... 20
Gambar 2.5 Struktur pori pada lapisan hasil anodizing (a), Penampang lapisan
oksida (b) ................................................................................................................ 21
Gambar 2.6 Skema lapisan pori hasil anodisasi ..................................................... 22
Gambar 2.7 Tegangan dan arus yang terjadi pada pembentukan lapisan oksida
anodizing ................................................................................................................ 23
Gambar 2.8 Pengujian Vickers ............................................................................... 28
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ..................................................................... 33
Gambar 3.2 DC Power Supply .............................................................................. 34
Gambar 3.3 Kabel Penghubung ............................................................................ 35
Gambar 3.4 Bak Plastik.......................................................................................... 35
Gambar 3.5 Thermometer ...................................................................................... 36
Gambar 3.6 Gelas Ukur Plastik ............................................................................. 36
Gambar 3.7 Stopwatch .......................................................................................... 37
Gambar 3.8 Timbangan Digital ............................................................................. 37
Gambar 3.9 Alat Uji Foto Mikro............................................................................ 38
Gambar 3.10 Alat Uji Kekerasan ........................................................................... 39
Gambar 3.11 Klem Pean Lurus ............................................................................. 39
Gambar 3.12 Tang ................................................................................................. 40
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvi
Gambar 3.13 Dudukan Plat Aluminium ............................................................... 40
Gambar 3.14 Penjepit Buaya ................................................................................. 40
Gambar 3.15 Sarung Tangan.................................................................................. 41
Gambar 3.16 Mistar Baja ....................................................................................... 41
Gambar 3.17 Amplas ............................................................................................. 42
Gambar 3.18 Alat Tulis .......................................................................................... 42
Gambar 3.19 Kamera ............................................................................................. 42
Gambar 3.20 Gerenda Tangan ............................................................................... 43
Gambar 3.21 Asam Sulfat (H2SO4) ........................................................................ 44
Gambar 3.22 Phosporic Acid (H3PO4) ................................................................. 44
Gambar 3.23 Asam Cuka/Asam Asetat (CH3CO2H) ............................................. 45
Gambar 3.24 Larutan Desmut ................................................................................ 45
Gambar 3.25 Soda Api (NaOH) ............................................................................. 46
Gambar 3.26 Diterjen Murni/Natrium Karbonat (Na2CO3) .................................. 46
Gambar 3.2 Spesimen ............................................................................................ 47
Gambar 3.28 Plat Aluminium Penghantar ............................................................. 47
Gambar 3.29 Proses Pengamplasan Spesimen ....................................................... 48
Gambar 3.30 Proses Cleaning Spesimen (a), Proses Rinsing (b) ......................... 49
Gambar 3.31 Proses Etching (a), Proses Rinsing (b) ............................................. 50
Gambar 3.32 Proses Desmut (a), Proses Rinsing (b) .......................................... 51
Gambar 3.33 Proses Anodic Oxidation (a) Proses Rinsing (b) .............................. 52
Gambar 3.34 Pengujian Vickers ............................................................................. 55
Gambar 4.1 Spesimen aluminium setelah proses anodizing sebelum dilakukan
pengujian (a) anodizing pada konsentrasi 16% H2SO4, (b) anodizing pada
konsentrasi 17% H2SO4, (c) anodizing pada konsentrasi 18% H2SO4, (d)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvii
anodizing pada konsentrasi 19% H2SO4, (e) anodizing pada konsentrasi 20%
H2SO4 .................................................................................................................... 58
Gambar 4.2 Grafik perbandingan antara nilai kekerasan (VHN) dengan konsentrasi
asam sulfat pada larutan anodiz setelah proses anodizing ................................... 62
Gambar 4.3 Foto mikro kabel kalibrasi.................................................................. 64
Gambar 4.4 Foto mikro variasi konsentrasi larutan asam sulfat 16%. Resin (a). Raw
material (b) ............................................................................................................. 64
Gambar 4.5 Foto mikro variasi konsentrasi larutan asam sulfat 17%. Resin (a). Raw
material (b) ............................................................................................................. 65
Gambar 4.6 Foto mikro variasi konsentrasi larutan asam sulfat 18%. Resin (a). Raw
material (b) ............................................................................................................. 65
Gambar 4.7 Foto mikro variasi konsentrasi larutan asam sulfat 19%. Resin (a). Raw
material (b) ............................................................................................................. 66
Gambar 4.8 Foto mikro variasi konsentrasi larutan asam sulfat 20%. Resin (a). Raw
material (b) ............................................................................................................. 67
Gambar 4.9 Grafik hubungan antara konsentrasi larutan asam sulfat dengan
ketebalan lapisan oksida (μm) setelah proses anodizing ........................................ 68
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xviii
DAFTAR SIMBOL
Simbol Keterangan Satuan
n Jumlah zat mol
i Arus listrik ampere
F Faraday coulomb/mol
t Waktu menit
m Massa g/dm2
VHN Vickers hardness number kg/mm2
P Beban yang digunakan kgf
d Panjang diagonal rata-rata µm
J Rapat Arus A/mm2
A Luas Permukaan mm2
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Aluminium merupakan jenis logam yang banyak digunakan dalam kehidupan
sehari-hari. Material ini dipergunakan dalam bidang yang luas bukan saja dalam
alat-alat rumah tangga, tetapi juga dipakai dalam konstruksi pesawat terbang, mobil
hingga peralatan sehari-hari. Hal ini sangat dimungkinkan mengingat karakteristik
logam aluminium yang memiliki berat jenis cukup ringan (2,70 gr/cm3), mudah
dibentuk dan tahan terhadap korosi (Hutasoit, 2008). Namun dari banyaknya
penggunaan aluminium itu bukan berarti bahwa penggunaan aluminium terbebas
dari kekurangan, sifat aluminium yang memiliki kekerasan permukaan yang rendah
serta warna aluminium itu bukan berarti bahwa penggunaan aluminium ini terbebas
dari kekurangan. Sifat aluminium yang memiliki kekerasan yang rendah serta
warna aluminium yang cenderung kusam dan tidak menarik sehingga perlu adanya
perlakuan khusus untuk mengurangi kekurangan aluminium ini. Salah satu
perlakuan yang dilakukan pada aluminium adalah pelapisan surface treatment
menggunakan metode anodizing. Anodizing adalah suatu perlakuan permukaan
untuk melapisi permukaan logam agar terlindungi dari pengaruh destructive
lingkungan yang menyebabkan korosi. Disamping itu, metode anodizing juga
menghasilkan tampilan logam yang lebih menarik, bertekstur dan berwarna, serta
tahan terhadap gesekan permukaan.
Pada permukaan aluminium yang di anodizing nantinya akan terbentuk
lapisan oksida protektif. Lapisan oksida yang sudah terbentuk melalui proses
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
anodizing memiliki ketebalan yang lebih tinggi dari pembentukan lapisan
oksida secara alami, dan juga memiliki kekerasan yang lebih tinggi. Selain itu
peningkatan nilai estetika, juga dapat dilakukan dengan proses anodizing ini.
Pembentukan lapisan oksida dapat dikontrol sedemikian rupa melalui larutan
elektrolit, sehingga hasil dari lapisan oksida aluminium dapat diberi warna sesuai
yang diinginkan.
Tingkat keberhasilan anodizing berupa lapisan oksida yang optimal dipengaruhi
beberapa faktor yaitu arus, tegangan, jenis material yang digunakan, suhu selama
proses, waktu pencelupan, jenis larutan elektrolit yang digunakan dan konsentrasi
larutan elektrolit pada proses anodizing. Penelitian yang pernah dilakukan oleh
Sipayung (2008), menunjukan bahwa semakin tinggi tingkat konsentrasi asam
sulfat pada larutan anodiz maka akan menaikkan ketebalan lapisan oksida.
Dari hasil penelitian yang dilakukan tersebut, menunjukkan bahwa hasil dari
pengaruh konsentrasi larutan elektrolit terhadap ketebalan lapisan oksida dan
kekerasan rata-rata permukaan aluminium berbeda-beda. Hal itu diduga karena
Komposisi paduan aluminium, konsentrasi larutan yang tidak seragam dan
perbedaan komposisi larutan anodiz pada proses anodizing, yang kemungkinan
besar berpengaruh terhadap perbedaan hasil penelitian tersebut. Namun dari semua
penelitian yang sudah pernah dilakukan terdapat sebuah kesamaan, yakni jika
konsentrasi asam sulfat yang digunakan terlalu tinggi atau terlalu rendah akan
menghasilkan ketebalan lapisan oksida yang rendah pada aluminium. Lapisan
oksida yang rendah ini disebabkan oleh dua hal, yakni jika konsentrasi asam sulfat
terlalu rendah maka akan mengurangi kemampuan elektrolit dalam menghantarkan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
listrik, sehngga kecepatan pertumbuhan lapisan oksida akan berkurang sedangkan
jika penggunaan asam sulfat terlalu tinggi akan mempercepat terbentuknya lapisan
oksida namun lapisan oksida yang sudah terbentuk akan segera dilarutkan kembali
oleh asam sulfat sehingga lapisan oksida yang terbentuk lebih tipis dan kekerasan
lapisan oksida yang terbentuk akan semakin berkurang namun pori yang terbentuk
lebih padat daripada jika menggunakan asam sulfat dengan konsentrasi yang lebih
rendah.
1.2 Rumusan Masalah
Dari permasalahan yang timbul pada latar belakang maka dapat dirumuskan
permasalahan yang akan dibahas sebagai berikut:
1. Bagaimana pengaruh variasi konsentrasi asam sulfat pada proses anodizing
terhadap kekerasan lapisan oksida pada permukaan aluminium?
2. Bagaimana pengaruh variasi konsentrasi asam sulfat pada proses anodizing
terhadap struktur permukaan pada permukaan aluminium?
1.3 Tujuan Penelitian
1. Mengetahui ketebalan lapisan permukaan hasil proses anodizing aluminium
dengan variasi konsentrasi asam sulfat.
2. Mengetahui kekerasan lapisan oksida hasil proses anodizing aluminium
dengan variasi konsentrasi asam sulfat.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
1.4 Batasan Masalah
Penelitian ini dibatasi oleh hal-hal berikut:
1. Suhu pada proses anodizing diatur berkisar 27-40 oC
2. Penelitian dibatasi pada pengujian struktur permukaan dan kekerasan
permukaan lapisan aluminium oksida.
3. Variasi konsentrasi larutan pada proses anodizing adalah (16%), (17%),
(18%), (19%),dan (20%) asam sulfat.
4. Lamanya proses anodizing untuk setiap konsentrasi adalah 15 menit.
5. Arus listrik yang digunakan sebesar 3 Ampere.
6. Jarak pelapisan specimen 30cm.
7. Luas spesimen panjang = 30mm , lebar = 50mm
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian aluminium anodizing ini adalah
1. Penelitian ini diharapakan dapat menemukan perlakuan anodizing yang tepat
pada bahan aluminium sehingga dapat diterapkan dalam proses fabrikasi yang
lebih baik dan sesuai dengan standar yang dibutuhkan.
2. Memberikan referensi tambahan bagi penelitian dan pengembangan untuk
metode anodizing selanjutnya.
1.6 Metode Penelitian
30 mm
50 mm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
Metode Penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1. Studi Literatur
Studi literatur adalah suatu cara pengumpulan data yang diperoleh melalui
buku-buku referensi sebagai acuan, sehingga dapat digunakan untuk menuju
keperluan data yang berhubungan dengan masalah yang dihadapi.
2. Metode Observasi Lapangan
Metode ini dilakukan dengan mencari informasi langsung dilapangan tentang
bagaimana alat, cara dan proses aluminium anodizing.
3. Metode Eksperimen
Metode eksperimen merupakan metode yang digunakan untuk mendapatkan
data dengan melakukan percobaan-percobaan dan pengujian.
4. Metode Perakitan
Langkah ini meliputi perancangan-perencanaan komponen alat dan perakitan
alat.
5. Metode Trial/ Penyimpulan
Metode ini merupakan pengecekan akhir dan uji coba dari hasil analisis
kemudian diambil keputusan dari keseluruhan proses.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
1.7 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan tugas akhir ini secara garis besar terdiri dari lima bab,
yaitu:
BAB I : PENDAHULUAN
Dalam Bab ini menguraikan tentang pokok-pokok dalam penulisan
tugas akhir yang meliputi: latar belakang, tujuan penelitian, batasan
masalah, manfaat penelitian, metode penelitian dan sistematika
penulisan.
BAB II : DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
Dasar teori diawali dengan teori sebelumnya yang mengemukakan
penjelasan tentang aluminium dan tahapan-tahapan pada proses
anodizing yang menunjang penelitian ini, landasan teori tentang
aluminium, serta penjelasan tentang anodizing aluminium.
BAB III : METODE PENELITIAN
Metode penelitian berisi tentang diagram alir penelitian, persiapan
peralatan dan pembahasan masalah tentang proses aluminium
anodizing.
BAB IV : HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Hasil penelitian dan pembahasan berisi tentang hasil penelitian dan
analisis hasil penelitian dari proses anodizing pada aluminium.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan dan saran berisi kesimpulan yang di dapat dari hasil
penelitian dan masukan-masukan yang ingin disampaikan pada
penelitian ini.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Definisi Anodizing
Aluminum anodizing adalah proses pelapisan secara elektrokimia yang
mengkonversi aluminum menjadi aluminum oksida (Al2O3) pada permukaan
material yang akan dilapisi. Proses elektrolisis merupakan peristiwa
berlangsungnya reaksi kimia oleh arus listrik. Komponen yang terpenting dari
proses elektrolisis adalah elektroda dan elektrolit. Pada proses elektrolisis, katoda
merupakan kutub negatif (sebagai penghantar benda kerja) dan anoda merupakan
kutub positif (benda kerja).
Proses elektrolisis yang merupakan peristiwa berlangsungnya reaksi kimia
oleh arus listrik. Pada proses anodizing komponen yang terpenting dari proses
elektrolisis ini adalah elektroda dan elektrolit. Pada proses elektrolisis, katoda
merupakan kutub negatif (-) dan anoda merupakan kutub positif (+).
Karakteristik dalam lapisan anodizing menghasilkan suatu lapisan tipis
oksida yang baik terhadap logam dasarnya. Lapisan tersebut memiliki sifat-sifat
sebagai berikut:
1. Keras, mendekati kekerasan sapphire.
2. Transparan, dengan beberapa variasi warna.
3. Terintegrasi dengan baik pada logam dasarnya, dan tidak dapat mengelupas.
4. Meningkatkan ketahan korosi.
Sifat-sifat diatas merupakan keunggulan dari lapisan oksida pada proses anodizing.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
2.2 Klasifikasi anodizing
Adapun klasifikasi yang ada dalam proses anodizing adalah sebagai berikut:
1. Elektroda
Elektroda adalah sebuah konduktor yang digunakan untuk bersentuhan
dengan bagian non-logam dari sebuah rangkaian listrik, ditemukan oleh Michael
Faraday dari bahasa yunani elektron. Pada percobaan anodizing ini, bagian anoda
dan katoda menggunakan jenis logam yang sama yaitu plat aluminium. Sebuah
elektron dalam sebuah sel elektrolis ditunjukkan sebagai anoda atau katoda. Anoda
ini didefinisikan sebagai elektroda dimana elektron memasuki sel kemudian
menimbulkan reduksi. Setiap elektroda dapat menjadi sebuah anoda atau katoda
tergantung voltase yang diberikan kedalam sel tersebut. Sebuah elektroda bipolar
adalah elektroda yang berfungsi sebagai anoda dari sebuah sel elektrokimia dan
katoda, bagi sel elektrokimia lainya.
Gambar 2.1 Elektroda pada proses anodic oxidation.
Sumber: Febriyanti (2011)
Anoda Katoda
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
2. Elektrolit
Elektrolit adalah suatu senyawa yang dapat menghantarkan arus listrik
apabila dilarutkan kedalam larutan pelarut air. Elektrolit diklasifikasikan
berdasarkan kandungan ion H+. Elektrolit yang dapat menghantarkan arus listrik
dengan baik digolongkan kedalam elektrolit kuat, salah satunya adalah asam klorida
(HCL), asam sulfat (H2SO4), dan asam nitrat, (HNO3). Selain elektrolit kuat ada
pula golongan elektrolit lemah seperti asam cuka encer (CH3COOH), aluminium
hidroksida, kalium karbonat (CaCO3).
3. Elektrolisasi aluminium
Elektrolisasi benda kerja yang berupa aluminium pada proses anodizing
berlaku sebagai anoda dengan dihubungkan pada kutub positif satu daya. Logam
aluminium akan berubah menjadi ion aluminium yang larut dalam larutan asam
sesuai dengan rumus:
Al (s) → Al3+(aq) +3e-...................................................................... (2.1)
Jumlah zat yang bereaksi pada elektroda sel elektrolis berbanding lurus
dengan jumlah arus yang melalui sel tersebut, jika jumlah arus tertentu yang
mengalir melalui beberapa elektrolisis. Maka akan dihasilkan jumlah ekuivalen
masing-masing zat. Hukum Faraday ini dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan
berikut:
𝑛 =𝑖.𝑡
𝐹.𝑧………………………………………………………………… (2.2)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
Dengan n: jumlah zat (mol)
i: arus listrik (ampere)
F: tetapan Faraday (1 Faraday = 96485 coulomb/mol)
z: jumlah elektron yang ditransfer per ion
t: waktu (menit)
Mengingat, massa zat adalah perkalian massa atom (AR) dengan mol atom maka
dari persamaan diatas bias dimodifikasi menjadi:
𝑛. 𝐴𝑅 =𝑖.𝑡
𝐹.𝑧 . 𝐴𝑅………………………………………………………………(2.3)
𝑚 =𝑖.𝑡.𝐴𝑅
𝐹.𝑧……………………………………………………………………..(2.4)
𝑚
𝑡=
𝑖.𝐴𝑅
𝐹.𝑧……………………………………………………………………….(2.5)
Untuk aluminium,
𝑚
𝑡=
𝑖.26,98
96485.3……………………………………………………………………(2.6)
𝑚
𝑡= 9,32 . 10 − 5 . 𝑖…………………………………………………………(2.7)
Dengan m: massa (g/dm2)
t: waktu (menit)
i: kuat arus (Ampere)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
2.3 Aluminium
Dalam penggunaan logam dibidang industri, aluminium merupakan logam
yang paling banyak digunakan setelah baja. Hal ini berarti dalam klasifikasi logam
nonferrous, aluminium merupakan logam yang paling sering digunakan dalam
industri. Aluminium logam yang sangat ringan, dengan berat jenis kurang lebih
sepertiga berat jenis baja atau paduan tembaga, yaitu 2.70 gr/cm3.
Berbagai sifat aluminium antara lain:
1. Memiliki ketahanan yang baik terhadap larutan kimia, cuaca/udara, dan
berbagai gas, sehingga membantu ketahanan terhadap korosi.
2. Memiliki ketahanan yang baik terhadap larutan kimia, cuaca/udara, dan
berbagai gas, sehingga membantu ketahanan terhadap korosi.
3. Memiliki sifat reflektivitas yang sangat baik.
4. Konduktivitas panas dan listrik tinggi.
5. Memiliki sifat eleastisitas yang tinggi, sehingga material ini sering digunakan
dalam aplikasi yang melibatkan kondisi pembebanan kejut.
6. Biaya fabrikasi rendah.
7. Mudah ditempa dan dibentuk.
Aluminium sangat reaktif terhadap oksigen, dengan membentuk lapisan
oksida dipermukaannya. Proses oksidasi aluminium dapat dilihat pada Gambar
2.2
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
pH larutan
Gambar 2.2 Diagram porbeix aluminium
Sumber: Bubbico (2015)
Hal ini terjadi secara alami karena pengaruh reaksi energi bebas yang cukup
tinggi untuk mengoksidasi permukaan aluminium. Lapisan oksida yang terbentuk
memiliki sifat yang lebih keras dari logam induk, dengan ketebalan antara 1-30 x
10-6 Inci sampai dengan 3 mikron. Selain dapat terbentuk secara alami, laipsan
oksida pada permukaan aluminium ini dapat juga dibentuk dengan proses
elektrokimia yaitu proses anodizing. Lapisan oksida yang dihasilkan melalui proses
ini memiliki ketebalan yang jauh lebih tinggi, lapisan oksida yang terbentuk dengan
proses anodizing akan memiliki nilai kekerasan yang lebih tinggi.
Salah satu produk aluminium yang banyak diproduksi dan digunakan dalam
proses anodizing belakangan ini adalah aluminium foil. Aluminium foil biasanya
adalah hampir murni aluminium, yaitu sekitar 92-99.99% Al. Produk aluminium
Po
tensi
al e
lektr
od
e
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
foil dibuat dengan proses pengecoran yang dilanjutkan dengan rolling
maupun melalui proses continuous casting. Bila pada awalnya proses anodizing
lebih banyak diarahkan pada peningkatan nilai estetika dan nilai kekerasan dari
material, maka pada perkembangannya saat ini proses anodizing telah
dikembangkan untuk aplikasi pada bidang nanoteknologi. Penggunaan logam
aluminium, terutama aluminium foil yang memiliki komposisi hampir 100% Al,
diupayakan untuk dapat menjadi template material untuk diaplikasikan pada bidang
nano teknologi, dan pada akhirnya dapat dimanfaatkan pada industri pesawat
terbang, semikonduktor, dan mikro elektronik (Hutasoit, 2008).
2.4 Aluminium murni
Alumunium murni didapat dalam keadaan cair melalui proses elektrolisa,
yang umumnya mencapai kemurnian 99,85% berat. Namun, bila dilakukan proses
elektrolisa lebih lanjut, maka akan didapatkan alumunium dengan kemurnian
99,99% yaitu dicapai bahan dengan angka sembilannya empat.
Ketahanan korosi berubah menurut kemurnian, pada umumnya untuk
kemurnian 99.0% atau diatasnya dapat dipergunakan di udara dalam jangka waktu
bertahun-tahun. Hantaran listrik Al, kira-kira 65% dari hantaran listrik tembaga,
tetapi massa jenisnya kurang lebih sepertiga dari tembaga sehingga memungkinkan
untuk memperluas penampangnya. Oleh karena itu, dapat dipergunakan untuk
kabel dan dalam berbagai bentuk. Misalnya sebagai lembaran tipis (foil). Dalam hal
ini dapat dipergunakan Al dengan kemurnian 99,0%. Untuk reflector yang
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
memerlukan reflektifitas yang tinggi juga untuk kodensor elektrolitik dipergunakan
Al dengan angka Sembilan empat. (Udayana, 2012)
Tabel 2.1 Komposisi aluminium seri 1XXX.
Sumber: The Aluminium Association. (2015).
Designati Si,
Fe,
Mn, Mg, Zn, Ti, Others,
Al,
Cu,
% %
on %
% % % % % %
min
1050 0,25
0,4 0,05 0,05 0,05
0,0
0,03 0,03 99,5
5
1060 0,25
0,35 0,05 0,03 0,03
0,0
0,03 0,03 99,6
5
1100
0.95 Si + 0.05-
0,05 - 0,1 - 0,15 99
Fe 0.2
1145
0.55 Si +
0,05 0,05 0,05
0,0
0,03 0,03 99,45
Fe 5
1200
1.00 Si +
0,05 0,05 - 0,1 0,05 0,15 99
Fe
1230
0.70 Si +
0,1 0,05 0,05 0,1 0,03 0,03 99,3
Fe
1350 0,1
0,4 0,05 0,01 -
0,0
- 0,11 99,5
5
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
2.5 Proses Anodizing
Anodizing atau oksida anodik merupakan proses elektrolisasi yang dilakukan
untuk menghasilkan lapsian oksida yang lebih tebal daripada lapisan oksida yang
terbentuk secara alami. Ketahanan terhadap korosi pada lingkungan akan diperoleh
jika proses anodisasi berhasil dilakukan dengan tepat. Secara umum, anodisasi
merupakan proses konversi coating pada permukaan logam aluminium dan
paduannya untuk menjadi lapisan porous aluminium oksida (Al2O3).
Gambar 2.3 Tahapan proses anodizing
Sumber: MitroArt.com (2016)
Keterangan gambar 2.3
1. Cleaning
Proses cleaning adalah proses pembersihan benda kerja aluminium dengan
menggunakan larutan detergen murni untuk menghilangkan kotoran-kotaran
yang menempel pada aluminium sebelum dilakukan proses etching. Detergen
murni natrium carbonat (Na2CO3) dengan konsentrasi larutan yang digunakan
5 gr/liter.
2. Rinsing cleaning
Proses rinsing cleaning adalah proses pembersihan benda kerja aluminium
setelah proses cleaning dengan menggunakan air RO dari bahan kimia yang
menempel pada permukaan aluminium sebelum dilakukan proses etching,
sehingga tidak mengganggu proses berikutnya.
Cleaning Rinsing
Etching Desmut Anodizing Rinsing Rinsing Rinsing
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
3. Etching
Etching (etsa) adalah proses menghilangkan lapisan oksida pada permukaan
aluminium yang tidak dapat dihilangkan dengan proses sebelumnya baik itu
proses cleaning atau rinsing. Selain itu, proses ini untuk memperoleh
permukaan benda kerja yang lebih rata dan halus dengan menggunakan bahan
soda api (NaOH) konsentrasi 100 gr/liter.
4. Rinsing Etching
Proses rinsing Etching adalah proses pembersihan benda kerja aluminium
setelah proses Etching dengan menggunakan air RO dari bahan kimia yang
menempel pada permukaan aluminium sebelum dilakukan proses desmut,
sehingga tidak mengganggu proses berikutnya.
5. Desmut
Proses desmut adalah suatu proses yang berfungsi sebagai pembersihan
bercak-bercak hitam yang diakibatkan oleh proses etching. Larutan yang
dipakai adalah Campuran dari asam phospat (H₃PO₄) 75% ditambah asam
sulfat (H₂SO₄) 15% dan asam nitrat (HNO₃)10%.
6. Rinsing Desmut
Proses rinsing Desmut adalah proses pembersihan benda kerja aluminium
setelah proses Desmut dengan menggunakan air RO dari bahan kimia yang
menempel pada permukaan aluminium sebelum dilakukan proses anodizing,
sehingga tidak mengganggu proses berikutnya.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
7. Anodizing
Proses anodidic oxidation adalah proses pelapisan secara elektrokimia yang
merubah aluminium menjadi aluminium oksida dengan proses elektrolisis,
larutan yang digunakan asam sulfat dengan konsentrasi 16-20% . Logam atau
benda kerja dipasang pada anoda (+) dan sebagai katoda (-) dapat
menggunakan lembaran Pb atau aluminium dan karbon.
Logam aluminium atau benda kerja pada larutan elektrolit anodic oxidation sebagai
anoda sehingga logam inilah yang akan teroksidasi.
Persamaan reaksi yang terjadi pada anoda sebagai berikut:
Al(s) → Al3+ (aq) + 3e-………………………………………..............(2.8)
Atom atom yang terdapat pada aluminium akan teroksidasi menjadi ion-ion
yang larut larutan asam sulfat (H2SO4). Hal ini membuat permukaan logam
aluminium menjadi berlubang membentuk pori-pori. (Groves, G.) Sedangkan
katoda terjadi reaksi sebagai berikut:
2H + (aq) + 2e- → H2 (g)……………………………………………... (2.9)
8. Rinsing Anodizing
Proses rinsing anodizing adalah proses pembersihan benda kerja aluminium
setelah proses anodizing dengan menggunakan air RO dari bahan kimia yang
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
menempel pada permukaan aluminium sebelum dilakukan proses coloring,
sehingga tidak mengganggu proses berikutnya.
Proses anodizing memiliki beberapa tujuan, antara lain:
1. Meningkatkan ketahanan korosi.
Dari proses anodisasi, lapisan oksida yang terbentuk pada permukaan logam
tahan terhadap korosi dan mampu menahan serangan atmosfer serta air
garam. Lapisan oksida melindungi logam yang ada dibawahnya dengan
bertindak sebagai penghalang (barrier) dari serangan lingkungan yang
korosif.
2. Meningkatkan sifat asdhesif.
Lapisan ini hasil proses anodisasi yang menggunakan asam phosfor dan
kromat dapat meningkatkan kekuatan ikatan dan ketangguhan, biasanya
digunakan pada industri pesawat terbang.
3. Meningkatkan ketahanan aus (wear resistanct).
Proses hard anodizing dapat menghasilkan lapisan setebal 25-100 mikron.
Lapisan tersebut, dengan kekerasan inheren aluminium oksida yang
sedemikian cukup tebal dapat digunakan untuk aplikasi dibawah kondisi
ketahanan abrasi. Dimana lapisan oksida (Al2O3) ini memiliki nilai kekerasan
yang cukup tinggi (sebanding dengan sapphire) atau paling keras setelah
intan.
4. Isolator listrik
Lapisan oksida memiliki resistivitas yang tinggi khususnya lapisan oksida
yang porinya tertutup.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
5. Dapat menempel pada proses plating selanjutnya.
Pori dari lapisan anodik oksida mendukung proses elektroplatting,
kebanyakan asam yang digunakan apabila ingin melakukan pelapisan
lanjutan adalah asam phosfor.
6. Aplikasi dekorasi.
Pada permukaan logam, lapisan oksida yang terbentuk mimiliki tampilan
yang mengkilau, dimana pada aluminuim tampilan oksida yang alami sangat
diinginkan. Selain itu, lapisan oksida yang dihasilkan dapat diberi warna
dengan metode yang berbeda. Pewarnaan organik akan diserap pada lapisan
pori untuk menghasilkan warna tertentu dan pigmen mineral yang mengendap
di dalam pori akan menghasilkan warna yang stabil.
2.6 Konsentrasi Elektrolit pada Proses anodizing
Umumnya larutan elektrolit yang digunakan dalam proses anodizing adalah
asam sulfat dan asam kromat, namun beberapa jenis asam lain seperti asam oksalat,
asam phospat, dan sulphosalicylic acid juga dapat digunakan untuk proses
anodizing. Peningkatan konsentrasi dalam hubungannya dengan karakteristik
lapisan, mempengaruhi kehilangan logam (metal loss) yang terjadi pada proses
anodizing. Peningkatan konsentrasi yang lebih akan mengakibatkan terjadinya
pelarutan lapisan film, untuk itu konsentrasi perlu diatur dengan tepat agar
menghasilkan lapisan film yang optimal. Grafik konsentrasi elektrolit terhadap
ketebalan lapisan oksida dapat ditunjukan pada Gambar 2.4.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
Gambar 2.4 Grafik waktu pencelupan anodizing terhadap berat lapisan oksida
yang terbentuk dengan variasi konsentrasi elektrolit.
Sumber: Gazapo & Gea. (2009)
2.7 Pembentukan Lapisan Oksida
Lapisan hasil anodizing memiliki struktur yang berbeda dari lapisan oksida
yang terbentuk secara alami, dimana lapisannya memiliki struktur pilar hexagonal
berpori yang memiliki karakteristik yang unik sehingga meningkatkan sifat
mekanis permukaan aluminium. Secara umum lapisan oksida hasil dari proses
Anodizing memiliki karakteristik sebagai berikut:
1. Keras, Aluminium (Al2O3) memiliki kekerasan sebanding dengan sapphire
2. Insulatif dan tahan terhadap beban
3. Transparan
4. Tidak ada serpihan
Lapisan oksida yang terbentuk dari proses ini akan meningkatkan katahanan
abrasif, kemampuan insolator electric logam, serta kemampuan untuk menyerap
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
zat pewarna untuk menghasilkan variasi tampilan warna pada permukaan
hasil anodisasi. Aluminium serta paduan-paduannya mempunyai sifat tahan
terhadap korosi karena adanya lapisan oksida protektif. Tebal dari lapisan oksida
sekitar 0,005-0,01 μm, atau 0,1-0,4x10-6inch atau 0,25-1x10-2 mikron. Struktur
lapisan aluminium oksida ditunjukkan pada Gambar 2.6.
Gambar 2.5 a) Struktur pori pada lapisan hasil anodizing,
b) penampang lapisan oksida.
Sumber: Juhl (2005)
Terbentuknya lapisan oksida pada permukaan logam yang dianodisasi
bergantung pada jenis elektrolit yang digunakan, lapisan dasar oksida (barrier type
oxide film) dan lapisan pori oksida (porous oxide film) dapat terbentuk selama
proses anodisasi. Lapisan oksida yang dihasilkan mempunyai struktur yang porous
atau berpori dengan bentuk strukturnya heksagonal, dengan pori yang terdapat di
tengah. Seperti ditunjukkan pada Gambar 2.7.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
Gambar 2.6 Skema lapisan pori hasil anodisasi
Sumber: Sipayung. (2008)
Lapisan dasar merupakan lapisan yang tipis dan padat, yang berfungsi sebagai
lapisan antara lapisan pori dan logam dasar (base metal). Lapisan tersebut memiliki
sifat yang melindungi dari korosi lebih lanjut dan tahan terhadap arus listrik.
Struktur berpori yang timbul pada lapisan oksida merupakan hasil dari
kesetimbangan antara reaksi pembentukan dari pelarutan lapisan oksida. Pada
awalnya lapisan pori yang terbentuk selinder memanjang namun karena kemudian
bersinggungan dengan oksida-oksida lainnya yang berada disisi-sisinya, maka
lapisan oksida tersebut bertransformasi menjadi bentuk saluran heksagonal yang
memanjang.
Proses pembentukan lapisan oksida dapat dipelajari dengan memperhatikan
dan mengamati perubahan arus pada tegangan anodisasi yang tetap atau perubahan
tegangan pada arus tetap. Proses pembentukan lapisan oksida dapat dibagi dalam 4
tahapan, antara lain:
1. Penambahan barrier layer yang ditandai dengan penurunan arus yang
mengalir. Barrier layer ini merupakan lapisan oksida aluminium yang
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
2. menebal akibat adanya reaksi oksidasi pada permukaan logam. Akibat adanya
penebalan maka hambatan yang ditimbulkan menjadi lebih besar. Hal itulah
yang menimbulkan penurunan arus selama pembentukan barrier layer.
3. Setelah barrier layer menebal, mulai muncul benih-benih pori dekat batas
antara oksida dan larutan. Pada tahapan ini terjadi penurunan arus pada sistem
dan akan mencapai titik minimum saat tahapan ini berhenti.
4. Inisiasi pori yang terbentuk menjadi awal pembentukan struktur oksida
berpori. Bentuk pori pada tahapan ini tidak sempurna dan terjadi peningkatan
arus yang mengalir pada sistem.
5. Arus yang mengalir pada sistem akan terus meningkat dengan semakin
sempurnanya morfologi lapisan oksida. Peningkatan ini terjadi hingga pada
suatu saat arus yang mengalir akan konstan saat struktur berpori telah
terbentuk sempurna. Seperti ditunjukkan pada Gambar 2.8.
Gambar 2.7 Tegangan dan arus yang terjadi pada pembentukan lapisan oksida
anodizing
Sumber: Yerokhin (2010).
Keterangan gambar
1. Pembentukan barrier layer.
2. Awal pembentukan pori-pori.
3. Pori terbentuk dan
berkembang.
4. Pori yang terbentuk semakin
stabil.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
2.8 Sifat Penerapan Anodizing
Anodizing dilaksanakan dengan berbagai alasan serta tujuan tertentu, dimana
untuk menyesuaikan dengan kebutuhan yang diinginkan. Adapun dengan
pemakaian anodizing mempunyai maksud untuk memperbaiki sifat ataupun
penerapan, yaitu diantaranya:
1. Meningkatkan ketahanan korosi.
2. Meningkatkan adhesi cat.
3. Memperbaiki penampilan dekoratif.
4. Menghasilkan isolasi listrik/non konduktor.
5. Meningkatkan ketahanan abrasi.
Dengan anodizing lapisan pelindung dipertebal sehingga dapat digunakan di
luar rumah misalnya untuk pemakaian di laut, mobil, keperluan arsitektur, jendela,
gerbang 25emp, dan sebagainya. Aluminium yang di anodizing juga mempermudah
dan memperkuat pengecatan, termasuk untuk penggunaan-penggunaan kritis dalam
kedirgantaraan, misalnya baling-baling 25emperatur, torpedo dan sebagainya.
Aluminium di-anodizing dalam elektrolit sulfat menghasilkan lapisan
konduktif yang memperkuat rekatan plating berikutnya. Bila pemilihan alloy,
25emper serta prosedur anodizingnya tepat, produk aluminium dapat beraneka
penampilan permukaan, cerah atau buram, berarah atau tidak teksturnya, kombinasi
warnanya. Perhiasan alat olahraga, komponen bangunan, keperluan dapur dan
rumah tangga sampai papan nama dapat memanfaatkannya.
Untuk pengisolasi listrik, anodizing aluminium dapat menahan tegangan
40volt tiap mikron serta tahan suhu tinggi tanpa hangus, maka baik untuk trafo dan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
keperluan alat-alat listrik lainnya. Industri otomotif dan konstruksi merupakan
pengguna terbesar teknologi anodizing, juga di Indonesia ini. (Priyanto, 2012).
2.9 Rapat Arus
Rapat arus adalah besarnya arus listrik tiap-tiap mm2 luas permukaan.
Kerapatan arus berpengaruh pada kenaikan temperatur. Adapun rumus perhitungan
rapat arus yaitu sebagai berikut:
𝐽= 𝐼
𝐴……………………………………………………………………………(2.10)
Dengan:
𝐽 : Rapat arus (A/mm2)
𝐼 : Kuat arus (Ampere)
𝐴 : Luas permukaan (mm2)
2.10 Pengujian Struktur Mikro
Pengujian struktur mikro ini bertujuan untuk melihat struktur mikro ketebalan
lapisan oksida aluminium setelah proses anodizing. Setelah spesimen aluminium
potong menjadi 2 bagian, kemudian diambil 1 bagian pada setiap spesimen untuk
dimounting. Fungsi dari mounting adalah untuk memudahkan melakukan
pengamatan foto struktur mikro pada saat pengujian berlangsung. Selanjutnya
spesimen diamati menggunakan mikroskop maka akan terlihat struktur mikro
ketebalan lapisan oksida yang ada pada daerah permukaan aluminium bagian
samping setelah proses anodizing tersebut.
Adapun langkah kerja pembuatan specimen foto mikro
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
1. Benda uji dipotong menjadi dua bagian dengan menggunakan gergaji secara
hati-hati dimaksudkan agar tidak terjadi perubahan struktur karena panas
yang timbul saat peroses pemotongan.
2. Benda uji yang sudah dipotong kemudian dimounting dalam kotak akrilik
yang dibuat menggunakan resin dan katalis.
3. Pengamplasan permukaan benda uji yang dipotong dengan menggunakan
amplas nomor 120 sampai 1500, dilakukan secara berurutan dari yang kasar
sampai yang paling halus. Dalam pengamplasan digunakan air untuk
membasahi amplas yang diputar pada mesin amplas duduk, penggunaan air
dimaksudkan agar dalam proses pengamplasan tidak timbul panas pada
permukaan yang diamplas yang bisa menimbulkan perubahan struktur mikro.
4. Polishing dilakukan setelah mendapatkan permukaan yang halus, polishing
menggunakan autosol secukupnya. Usahakan jangan terkena tangan karena
akan mengotori permukaan yang sudah dipolish.
5. Proses pengetsaan spesimen dilakukan setelah melakukan proses polishing.
a) Bahan etsa yang dipakai yaitu nital dan alkohol.
b) Membuat bahan etsa yaitu nital
Menyiapkan larutan HNO3 65% dari prosentase keseluruhan nital
yang akan digunakan.
Menyiapkan alkohol sebagai campuran larutan HNO3 65% sebanyak
97%.
Mencampur larutan tersebut dan digunakan untuk etsa.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
c) Proses pengetsaan specimen
Membersihkan spesimen atau dilap dengan tisu setelah spesimen
dipoles celupkan kedalam larutan nital selama 10 detik.
Mencuci spesimen dengan aquades.
Membersihkan spesimen dengan mengusap spesimen dengan kapas
yang telah dibahasi dengan alkohol.
Mengeringkan spesimen.
Melihat struktur mikro spesimen pada mikroskop metalografi.
6. Foto mikro dilakukan setelah proses etsa dengan 200 kali pembesaran.
2.11 Pengujian Kekerasan Mikro Vickers
Pengujian kekerasan mikro vickers ini bertujuan untuk mengukur seberapa
besar kekerasan permukaan aluminium setelah proses anodizing. Prosedur dan
pembacaan hasil pada pengujian kekerasan mikro vickers adalah sebagai berikut:
Piramida intan yang memiliki sudut bidang berhadapan (136o), ditekankan
kepermukaan bagian yang akan diukur dengan pembebanan sebesar 100 gf,
kemudian diambil panjang diagonal-diagonalnya dan dari perbandingan antara
beban dengan luas tapak penekan. Maka akan didapat hasil kekerasan mikro vickers
pada bagian permukaan aluminium setelah proses anodizing maupun proses dieying
tersebut. Adapun rumus perhitungan dari kekerasan mikro Vickers yaitu sebagai
berikut:
𝑉𝐻𝑁 = 1.854 .𝐹
𝑑2……………………………………………………….............(2.11)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
Dengan:
𝑉𝐻𝑁 : Vickers Hardness Number (kg/mm2)
F : Beban yang digunakan (kgf)
d : Panjang diagonal rata-rata (µm), dengan drata-rata = ( 𝑑1+𝑑2
2 )
Gambar 2.8 futurexgame.com Pengujian Vickers
Sumber: Kopeliovich. (2014)
2.12 Tinjauan Pustaka
Aluminium merupakan salah satu material logam yang banyak dimanfaatkan
dan dikembangkan pada berbagai macam aplikasi khususnya dalam dunia
perindustrian. Agar kualitas fisik maupun mekanis dari aluminium semakin baik
dalam segi ketahanan dan nilai dekoratif maka diperlukan sebuah treatment khusus
untuk meningkatkan kualitas dari aluminium, salah satu proses yang digunakan
yaitu dengan menggunakan metode anodizing. Metode anodizing adalah sebuah
proses surface treatment untuk meningkatkan ketebalan lapisan protektif alami
pada logam aluminium.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
Lapisan oksida adalah bagian dari logam aluminium yang dilapisi, namun
memiliki struktur berpori yang memberikan reaksi untuk proses pewarnaan, proses
anodizing dapat mengubah permukaan aluminium menjadi lebih dekoratif dan
tahan terhadap korosi. Aluminium adalah logam yang paling sesuai untuk proses
anodizing. Logam non ferous lainya yang dapat digunakan untuk anodizing adalah
magnesium dan titanium (Taufiq, 2011).
Anodizing atau oksida anoda secara luas digunakan untuk tujuan protektif
perlindungan dan dekorasi permukaan alumunium. Proses anodizing prinsipnya
hampir sama dengan proses pelapisan listrik (elektroplatting), tetapi bedanya logam
yang akan dilapisi ditempatkan sebagai anoda didalam larutan elektrolit. Perbedaan
lain larutan elektrolit yang digunakan bersifat asam dan arus yang digunakan searah
(DC) direct current. Proses utama, dalam anodizing aluminium memerlukan larutan
asam sulfat, asam kromat atau campuran asam sulfat dan asam oksalat (Santhiarsa,
2010).
Asam sulfat yang digunakan harus asam pekat, serta asam tersebut menjadi
oksidator. Beberapa manfaat dari oksidasi anoda aluminium adalah meningkatkan
ketahanan korosi, memperbaiki penampilan dan meningkatkan ketahanan abrasi.
Biasanya oksidasi anodik menggunakan asam sulfat (H2SO4), karena selain murah
dan mudah untuk didapatkan, dan hasil pelapisannya mempunyai sifat estetika dan
fungsional yang luas (Santhiarsa, 2009).
Pada penelitian yang pernah dilakukan oleh Sulistijono (2006), yang meneliti
tentang pengaruh densitas arus dan konsentrasi asam sulfat terhadap ketebalan dan
kualitas pewarnaan lapisan oksida pada anodizing aluminium 6063 dengan variasi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
konsentrasi asam sulfat pada proses anodiz sebesar 5%, 10%, 15%, dan 20% serta
variasi arus 12-24 dengan range 4 A/ft2. Dari hasil penelitian didapat tebal lapisan
oksida aluminum anodizing dengan konsentrasi asam sulfat pada larutan anodis
pada konsentrasi 5% densitas arus yang paling optimum adalah 20 A/ft2 yaitu
sebesar 21.6 μm, pada konsentrasi 10% densitas arus yang paling optimum adalah
16 A/ft2 yaitu sebesar 22.6 μm, pada konsentrasi 15% densitas arus yang paling
optimum adalah 16 A/ft2 yaitu sebesar 13.8 μm, pada konsentrasi 20% densitas arus
yang paling optimum adalah 20 A/ft2 yaitu sebesar 15.4 μm.
Semakin besar konsentrasi anodizing maka pembentukan lapisan oksida pada
aluminium semakin berkurang, hal ini disebabkan karena meningkatya konsentrasi
larutan elektrolit sehingga akan meningkatkan konduktifitas atau daya hantar
larutan dan menurunkan tegangan yang dibutuhkan sehingga lapisan oksida yang
terlarut juga akan semakin besar sehingga lapisan oksida yang sudah terbentuk akan
luluh kembali kedalam larutan elektrolit. Sedangkan pada konsentrasi 5% elektrolit
yang ada masih belum cukup banyak untuk mengalirkan elektron pada katoda,
menyebabkan penurunan efisiensi arus pada katoda sehingga ketebalan lapisan
oksida lebih kecil dibandingkan penggunaan konsentrasi 10%.
Pada penelitian anodizing paduan aluminium dengan konsentrasi elektrolit
15, 20 dan 25% Vol. asam sulfat H2SO4 dengan penambahan 6% wt. asam oksalat
pada setiap konsentrasi asam sulfat yang dilakukan Sidharta. (2014), didapatkan
hasil anodizing yang terbaik pada larutan elektrolit dengan 15% vol. H2SO4 + 6%
wt. H2C2O4 dengan waktu proses selama 7 menit yang menghasilkan perubahan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
kekerasan material dari 115 VHN menjadi 190 VHN serta ketebalan lapisan oksida
tertinggi 83,81 μm.
Sidharta, dkk. (2012), Meneliti tentang pengaruh konsentrasi elektrolit dan
waktu anodasi terhadap ketahanan aus dan kekerasan pada lapisan oksida
paduanaluminium ADC12, dengan menggunakan tegangan listrik sebesar 24 volt,
konsentrasi asam oksalat 6% vol, waktu pencelupan 3, 5, dan 7 menit, sedangkan
konsentrasi asam sulfat 15%, 20%, dan 25% terhadap paduan aluminium ADC12
dengan ukuran 20 x 20 x 4 mm. Dari hasil penelitian yang dilakukan didapatkan
kekerasan rata-rata pada konsentrasi elektrolit 15% pada waktu 3, 5, dan 7 berturut
turut adalah 117, 119 dan 189 (VHN) sedangkan pada konsentrasi elektrolit 20%
pada waktu 3, 5, dan 7 berturut turut adalah 168, 106 dan 153 (VHN) dan pada
konsentrasi elektrolit 25% pada waktu 3, 5, dan 7 berturut turut adalah 168, 179 dan
166 (VHN). Dengan semakin bertambahnya tingginya konsentrasi asam sulfat pada
larutan elektrolit ternyata tidak menghasilkan peningkatan kekerasan yang
signifikan, konsentrasi yang menghasilkan nilai kekerasan dan ketahanan aus yang
paling tinggi adalah pada 15% H2SO4 + 6% H2C2O4.
Dari beberapa penelitian di atas dapat disimpulkan bahwa pengaruh
konsentrasi asam sulfat pada proses anodizing terhadap ketebalan lapisan oksida
dan kekerasan pada permukaan aluminium murni memiliki suatu besaran yang
optimum, dimana penggunaan konsentrasi yang terlalu besar justru akan
meluluhkan lapisan oksida yang telah terbentuk sedangkan pada konsentrasi yang
terlalu rendah larutan elektrolit tidak cukup untuk menghantarkan elektron sehingga
lapisan oksida yang terbentuk tidak terlalu tebal. Selain beberapa faktor diatas
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
pengaruh rapat arus, tegangan, konsentrasi elektrolit, dan jenis material yang
digunakan juga mempengaruhi karakteristik permukaan material yang di anodizing
dan di dieying.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Diagram Alir Penelitian Anodizing
Untuk memperjelas tahapan-tahapan penelitian anodizing yang akan
dilakukan dibuat diagram alir proses anodizing, yang ditunjukkan pada gambar 3.1
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian
Proses Anodizing Aluminium:
a. Arus 3 Ampere
b. Variasi Konsentrasi larutan Anodiz
(16%),(17%),(18%),(19%),(20%) H2SO4
c. Suhu ruangan 27-400C, Waktu Anodizing 15 menit
Pengujian
Pengujian Foto Mikro
Struktur Ketebalan Lapisan
oksida
Pengujian Kekerasan
Mikro Vickers
Pembahasan Hasil Pengujian
Mulai
Identifikasi Masalah
Persiapan alat dan
Bahan
Kesimpulan dan Saran
Selesai
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
3.2 Alat dan Bahan Penelitian
3.2.1 Alat Penelitian
Adapun peralatan yang digunakan pada penelitian ini, yaitu:
1. Trafo Slide Regulator
Trafo Slide Regulator adalah alat yang digunakan untuk menghasilkan arus
dan tegangan searah. Besarnya arus DC yang dialirkan dapat diukur dengan
menggunakan Amperemeter sedangkan untuk mengukur besarnya tegangan DC
digunakan Voltmeter. Pada penelitian ini menggunakan Slide Regulator yang arus
dan tegangannya dapat diatur secara manual. Besarnya arus dan tegangan DC yang
dialirkan sesuaikan dengan kondisi operasi yang dibutuhkan agar proses anodizing
dapat berlangsung dengan baik. Jenis Trafo Slide Regulator dapat dilihat pada
Gambar 3.2.
Gambar 3.2 DC Power Supply
2. Kabel Penghubung
Kabel penghubung ini berfungsi untuk menghubungkan arus pada proses
anodizing, kabel penghubung arus terdiri dari 2 bagian, yaitu kabel penghubung
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
arus positif sebagai anoda dan kabel penghubung arus negatif sebagai katoda. Kabel
penghubung arus proses anodizing dapat ditunjukkan pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Kabel Penghubung
3. Bak Plastik
Bak plastik yang digunakan adalah berfungsi sebagai tempat larutan bahan
kimia yang digunakan dalam proses cleaning, etching, desmut dan anodizing. dan
sebagai tempat pencucian atau pembilasan spesimen aluminium setelah tahapan
masing-masing proses (Rinsing). Bak plastik yang berukuran besar dengan volume
6550 ml berjulmah 6 buah dan yang kecil dengan volume 1900 ml berjumlah 5
buah. Dapat ditunjukkan pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4 Bak Plastik
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
4. Thermometer
Alat ini digunakan untuk mengukur suhu ruangan bak plastik larutan
elektrolit pada proses desmut dan anodizing selama berlangsungnya proses. Pada
termometer ini mempunyai ukuran -10°C – 110°C. Yang ditunjukan pada Gambar
3.5.
Gambar 3.5 Thermometer
5. Gelas Ukur Plastik
Digunakan untuk mengukur konsentrasi dan takaran campuran larutan
elektrolit pada proses cleaning, etching, desmut dan anodizing. Gelas ukur yang
digunakan dalam penelitian ini yaitu berkapasitas 1000 ml, dan dapat ditunjukan
pada Gambar 3.6.
Gambar 3.6 Gelas Ukur Plastik
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
6. Stopwatch
Stopwatch berfungsi untuk mengukur lamanya waktu proses pengamplasan,
cleaning, etching, desmut dan anodizing. Adapun stopwatch yang digunakan dapat
ditunjukan pada Gambar 3.7.
Gambar 3.7 Stopwatch
7. Timbangan Digital
Timbangan digital digunakan untuk menimbang berat bahan kimia soda api
(NaOH) dan bahan pewarna yang akan digunakan dalam proses anodizing.
Timbangan digital yang digunakan yaitu merk SCOUT PRO, model SP 602,
berkapasitas berat 0,001-400 gram, dapat ditunjukkan pada Gambar 3.8.
Gambar 3.8 Timbangan Digital
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
8. Alat Uji Foto Mikro
Alat uji foto mikro berfungsi untuk mengetahui struktur mikro ketebalan
lapisan oksida pada aluminium setelah proses anodizing. Jenis alat uji ini adalah
merk OLYMPUS, model PME3 311U/313UN/323UN. Pengujian dilakukan
dilaboratorium Bahan Teknik Program Diploma Teknik Mesin Sekolah Vokasi,
Universitas Gadjah Mada, yang ditunjukan pada Gambar 3.9.
Gambar 3.9 Alat Uji Foto Mikro
9. Alat Uji Kekerasan Mikro Vickers
Alat uji kekerasan mikro vickers berfungsi untuk mengetahui kekerasan
mikro setelah proses anodizing dan dieying. Jenis alat uji ini adalah merk
SHIMADZU CORPORATION, model HMV-M Ref MT 1006000. Pengujian
dilakukan dilaboratorium Bahan Teknik Program Diploma Teknik Mesin Sekolah
Vokasi, Universitas Gadjah Mada Adapun alat tersebut dapat ditunjukan pada
Gambar 3.10.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
Gambar 3.10 Alat Uji Kekerasan
10. Alat Bantu Lainnya
a. Klem Pean Lurus
Klem pean lurus digunakan untuk mempermudah meletakkan dan
mengambil spesimen pada setiap proses dengan menjepit spesimen yang
berada pada larutan anodizing. Alat ini berbahan dasar stainless stell,
memiliki penjepit dengan panjang 5cm dan panjang keseluruhan 18cm.
Yang ditunjukan pada Gambar 3.11.
Gambar 3.11 Klem Pean Lurus
b. Tang
Digunakan untuk memotong dan menjepit plat alumunium serta alat
bantu lainya, yang dapat dilihat pada Gambar 3.12.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
Gambar 3.12 Tang
c. Dudukan Plat Aluminium
Dudukan plat aluminium berfungsi untuk meletakan kabel penghubung
anoda pada proses anodizing agar posisi spesimen tetap konstan dan tidak
berubah-ubah. Yang ditunjukan pada Gambar 3.13.
Gambar 3.13 Dudukan Plat Aluminium
d. Penjepit Buaya
Penjepit buaya digunakan untuk menjepit kabel penghubung anoda pada
proses anodizing agar posisi kabel penghubung tetap konstan dan tidak
berubah-ubah. Penjepit buaya dapat ditunjukan pada Gambar 3.14.
Gambar 3.14 Penjepit Buaya
e. Sarung tangan
Sarung tangan digunakan untuk melindungi tangan dari larutan bahan
kimia pada setiap proses. Dan dapat ditunjukan pada Gambar 3.15.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
Gambar 3.15 Sarung Tangan
f. Mistar Baja
Mistar baja digunakan untuk mengukur lembaran plat aluminium
sebelum dipotong menjadi spesimen. Mistar baja yang digunakan dapat
ditunjukan pada Gambar 3.16.
Gambar 3.16 Mistar Baja
g. Amplas
Amplas digunakan untuk meratakan dan menghaluskan permukaan
benda kerja sebelum dianodizing. Amplas yang digunakan adalah merk
SIKERS seri P1000, P2000, dan merk SLG seri C5000. Ditunjukan pada
Gambar 3.17.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
Gambar 3.17 Amplas
h. Alat tulis
Alat tulis digunakan untuk mencatat data yang diperoleh selama proses
anodizing berlangsung. Yang ditunjukan pada Gambar 3.18.
Gambar 3.18 Alat Tulis
i. Kamera
Kamera berfungsi sebagai dokumentasi untuk pengambilan gambar pada
saat proses berlangsung. Dan dapat ditunjukan pada Gambar 3.19.
Gambar 3.19 Kamera
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
j. Gerenda Tangan
Gerinda tangan digunakan untuk memotong lembaran plat aluminium
menjadi spesimen yang sebelumnya sudah ditandai dengan mistar baja
dan memolish permukaan specimen. Dan dapat ditunjukkan pada
Gambar 3.20.
Gambar 3.20 Gerinda Tangan
3.2.2 Bahan Penelitian
Adapun bahan yang digunakan pada penelitian ini yaitu menggunakan bahan
kimia, diantaranya yaitu:
1. Asam Sulfat (H2SO4)
Fungsi dari cairan asam sulfat (H2SO4) ini adalah sebagai larutan elektrolit
pada proses anodizing yang mengubah permukaan aluminium menjadi aluminium
oksida. Asam sulfat yang digunakan adalah asam sulfat teknis dengan konsentrasi
kemurniannya sekitar 25 %. Larutan asam sulfat (H2SO4) yang digunakan dalam
proses anodic oxidation adalah bahan kimia supliyer dari MULTI KIMIA, dapat
ditunjukkan pada Gambar 3.21.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
Gambar 3.21 Asam Sulfat (H2SO4)
2. Phosporic Acid (H3PO4)
Phosporic acid digunakan sebagai larutan elektrolit pada campuran larutan
desmut dan phosphoric acid yang digunakan pada proses desmut ini adalah
phosphoric acid teknis, produk dari PT. BRATACO. Gambar Phosporic Acid dapat
ditunjukan pada Gambar 3.22.
Gambar 3.22 Phosporic Acid (H3PO4)
3. Asam Cuka/ Asam Asetat (CH3CO2H)
Larutan bahan ini sebagai larutan desmut dan sealing, pada proses sealing ini
dilakukan setelah proses pewarnaan anodic oxidation selesai. Proses sealing
merupakan tahap paling akhir dalam anodizing, yang bertujuan untuk
meningkatkan ketahanan korosi lapisan oksida yang terbentuk pada permukaan
aluminium dan menahan pewarna agar tetap berada dalam pori-pori. Larutan asam
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
cuka yang digunakan dengan konsentrasi (50 gr/liter) air RO (Reverse Osmosis).
Dan bahan ini adalah produk dari PT. BRATACO, seperti yang ditunjukan pada
Gambar 3.23.
Gambar 3.23 Asam Cuka/Asam Asetat (CH3CO2H)
4. Larutan Desmut
Larutan ini berfungsi sebagai larutan pengkilap (Bright deep). Komposisi
pada larutan desmutt adalah campuran dari larutan phosphoric acid (H₃PO₄) 75%
ditambah asam sulfat (H₂SO₄) 15% dan ditambah asam cuka (CH3CO2H) 10%.
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.24.
Gambar 3.24 Larutan Desmut
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
5. Soda Api (NaOH)
Fungsi dari soda api (NaOH) ini digunakan sebagai larutan etching, bahan ini
berbentuk padat dengan konsentrasi (100 gr/liter) air RO (Reverse Osmosis). Bahan
ini adalah produk dari PT. BRATACO, seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.25.
Gambar 3.25 Soda Api (NaOH)
6. Deterjen Murni/Natrium Karbonat (Na2CO3)
Detergen murni atau nama lainnya adalah natrium karbonat (Na2CO3) yang
berbentuk serbuk putih, dengan konsentrasi (10 gr/liter) air RO (Reverse Osmosis).
Detergen murni digunakan sebagai cairan cleaning, sebagai penghilang minyak dan
kotoran yang menempel pada permukaan aluminium, serta meningkatkan daya
bersih. Bahan ini adalah produk dari PT. BRATACO. Dapat ditunjukkan pada
Gambar 3.26.
Gambar 3.26 Deterjen Murni/Natrium Karbonat (Na2CO3)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
48
7. Spesimen
Spesimen yang dipakai pada penelitian ini adalah logam plat aluminium
dengan dimensi panjang 50 mm, lebar 30 mm, tebal 3 mm. Adapun spesimen logam
plat aluminium dapat ditunjukan pada Gambar 3.27.
Gambar 3.27 Spesimen
8. Plat Aluminium Penghantar
Plat aluminium penghantar ini dipakai sebagai katoda (-) pada proses anodic
oxidation. Dimensi dari plat aluminium penghantar yaitu panjang 130 mm, lebar
130 mm, tebal 2,8 mm. Seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.28.
Gambar 3.28 Plat Aluminium Penghantar
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
3.3 Pelaksanaan Penelitian
3.3.1 Tahapan-tahapan proses anodizing aluminium
Tahapan-tahapan yang dilakukan pada proses anodizing aluminium
diantaranya adalah:
1. Proses Pengamplasan
Proses pengamplasan ini bertujuan untuk menhilangkan kotoran-kotoran
yang menempel pada permukaan logam aluminium. Proses pengamplasan ini yaitu
menggunakan amplas logam seri P1000, P2000, dan C5000. Proses ini dilakukan
secara manual, dengan mengurutkan pengamplasan dari seri P1000, P2000, sampai
C5000. Setelah proses pengamplasan selesai kemudian spesimen dirinsing dalam
bak air. Seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.29.
Gambar 3.29 Proses Pengamplasan Spesimen
2. Proses Cleaning
Pada proses cleaning adalah proses pencucian spesimen dengan
menggunakan natrium karbonat (Na2CO3) yaitu sebuah bahan utama dalam
pembuatan detergen yang berfungsi untuk meningkatkan daya bersih pada proses
pencucian, konsentrasi yang digunakan pada proses ini (10 gr/liter) air , dengan
menggunakan suhu larutan cleaning ± 30°C. Fungsi dari proses ini untuk
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
50
membersihkan spesimen dari kotoran sisa proses pengamplasan dan polishing,
selain itu juga membersihkan dari lemak dari pori-pori tangan telanjang dan debu
yang menempel pada permukaan spesimen. Proses ini sangat penting sekali dalam
proses anodizing, dikarenakan pencucian yang tidak bersih akan mengakibatkan
hasil anodizing yang tidak optimum. Setelah proses cleaning selesai kemudian
spesimen dirinsing dalam bak air. Hal ini dapat ditunjukkan pada Gambar 3.30.
Gambar 3.30 (a). Proses Cleaning Spesimen, (b). Proses Rinsing
3. Proses Etching
Proses etching (etsa) adalah proses menghilangkan lapisan oksida pada
permukaan aluminium yang tidak dapat dihilangkan dengan proses sebelumnya
baik itu proses cleaning dan rinsing. Selain itu, proses ini untuk memperoleh
permukaan benda kerja yang lebih rata dan halus. Pada proses etching
menggunakan media soda api (NaOH) dengan konsentrasi (100 gr/liter) air, dengan
menggunakan suhu etching ± 30-35°C, kemudian spesimen yang sudah melewati
tahap proses cleaning dan rinsing dicelupkan kedalam larutan ecthing selama ± 1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
51
menit. Setelah proses etching selesai spesimen dirinsing dalam bak air. Proses ini
dapat ditunjukkan pada Gambar 3.31.
Gambar 3.31 (a). Proses Etching, (b). Proses Rinsing
4. Proses Desmut
Setelah proses cleaning dan etching, langkah selanjutnya proses desmut.
Proses Desmut adalah suatu proses untuk menghilangkan smut pada aluminium.
Istilah smut sendiri adalah lapisan tipis yang berwarna abu-abu yang berasal dari
bahan-bahan paduan pembentuk logam aluminium yang tidak dapat larut dalam
larutan etching. Selain itu juga berfungsi untuk pengkilapan (Bright deep) pada
permukaan logam aluminium. Pada proses ini spesimen dicelupkan kedalam larutan
desmut dengan komposisi phosporic acid (H3PO4) 75% dan asam sulfat (H2SO4)
15% serta asam cuka (CH3CO2H) 10%, dengan menggunakan suhu larutan dessmut
yaitu ± 30-45°C, selama 2 menit. Setelah dilakukan proses desmut kemudian
spesimen dirinsing dalam bak air. Proses ini ditunjukkan pada Gambar 3.32.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
52
Gambar 3.32 (a). Proses Desmut, (b). Proses Rinsing
5. Proses Anodic Oxidation
Selanjutnya pada proses ini spesimen dicelupkan kedalam bak plastik yang
berisi larutan asam sulfat (H2SO4) yang sudah dicampur dengan air, dengan variasi
konsentrasi larutan sebesar 100 ml asam sulfat (H2SO4) dan 900 ml air, 110 ml asam
sulfat (H2SO4) dan 890 ml air, 120 ml asam sulfat (H2SO4) dan 880 ml air, 130 ml
asam sulfat (H2SO4) dan 870 ml air, 140 ml asam sulfat (H2SO4) dan 860 ml, 150
ml asam sulfat (H2SO4) dan 850 ml air, dan menggunakan suhu larutan anodic
oxidation ± 27-42°C. Pada proses anodic oxidation benda kerja sebagai anoda (+)
dan aluminium penghantar sebagi katoda (-). Sebelum mencelupkan spesimen
larutan, terlebih dahulu mengatur besar tegangan yang digunakan. Arus yang
dipakai pada proses ini yaitu sebesar 3 A, Selanjutnya arus listrik pada power supply
diatur setelah spesimen dicelupkan kedalam larutan dengan arus 3 Ampere. Waktu
proses pencelupan selama 15 menit. Setelah proses anodic oxidation selesai
selanjutnya dirinsing dalam bak air. Proses anodic oxidation dapat ditunjukan pada
Gambar 3.33.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
53
Gambar 3.33 (a). Proses Anodic Oxidation, (b). Proses Rinsing
3.4 Pelaksanaan Pengujian
3.4.1 Pengujian Foto Struktur Mikro
Pengujian struktur mikro ini bertujuan untuk melihat struktur mikro ketebalan
lapisan oksida aluminium setelah proses anodizing. Setelah spesimen aluminium
potong menjadi 2 bagian, kemudian diambil 1 bagian pada setiap spesimen untuk
dimounting. Fungsi dari mounting adalah untuk memudahkan melakukan
pengamatan foto struktur mikro pada saat pengujian berlangsung. Selanjutnya
spesimen diamati menggunakan mikroskop maka akan terlihat struktur mikro
ketebalan lapisan oksida yang ada pada daerah permukaan aluminium bagian
samping setelah proses anodizing tersebut.
Adapun langkah kerja pembuatan specimen foto mikro:
7. Benda uji dipotong menjadi dua bagian dengan menggunakan gergaji secara
hati-hati dimaksudkan agar tidak terjadi perubahan struktur karena panas
yang timbul saat peroses pemotongan.
8. Benda uji yang sudah dipotong kemudian dimounting dalam kotak akrilik
yang dibuat menggunakan resin dan katalis.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
54
9. Pengamplasan permukaan benda uji yang dipotong dengan menggunakan
amplas nomor 120 sampai 1500, dilakukan secara berurutan dari yang kasar
sampai yang paling halus. Dalam pengamplasan digunakan air untuk
membasahi amplas yang diputar pada mesin amplas duduk, penggunaan air
dimaksudkan agar dalam proses pengamplasan tidak timbul panas pada
permukaan yang diamplas yang bisa menimbulkan perubahan struktur mikro.
10. Polishing dilakukan setelah mendapatkan permukaan yang halus, polishing
menggunakan autosol secukupnya. Usahakan jangan terkena tangan karena
akan mengotori permukaan yang sudah dipolish.
11. Proses pengetsaan spesimen dilakukan setelah melakukan proses polishing.
a. Bahan etsa yang dipakai yaitu nital dan alkohol.
b. Membuat bahan etsa yaitu nital
Menyiapkan larutan HNO3 65% dari prosentase keseluruhan nital
yang akan digunakan.
Menyiapkan alkohol sebagai campuran larutan HNO3 65%
sebanyak 97%.
Mencampur larutan tersebut dan digunakan untuk etsa.
c. Proses pengetsaan specimen
Membersihkan spesimen atau dilap dengan tisu setelah spesimen
dipoles celupkan kedalam larutan nital selama 10 detik.
Mencuci spesimen dengan aquades.
Membersihkan spesimen dengan mengusap spesimen dengan kapas
yang telah dibahasi dengan alkohol.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
55
Mengeringkan spesimen.
Melihat struktur mikro spesimen pada mikroskop metalografi.
12. Foto mikro dilakukan setelah proses etsa dengan 200 kali pembesaran.
3.4.2 Pengujian Kekerasan Mikro Vickers
Pengujian kekerasan mikro vickers ini bertujuan untuk mengukur seberapa
besar kekerasan permukaan aluminium setelah proses anodizing. Prosedur dan
pembacaan hasil pada pengujian kekerasan mikro vickers adalah sebagai berikut:
Piramida intan yang memiliki sudut bidang berhadapan (136o), ditekankan
kepermukaan bagian yang akan diukur dengan pembebanan sebesar 100 gf,
kemudian diambil panjang diagonal-diagonalnya dan dari perbandingan antara
beban dengan luas tapak penekan. Maka akan didapat hasil kekerasan mikro vickers
pada bagian permukaan aluminium setelah proses anodizing tersebut. Adapun
rumus perhitungan dari kekerasan mikro Vickers yaitu sebagai berikut:
𝑉𝐻𝑁 = 1.854 .𝐹
𝑑2………………………………………………………...(3.1)
Dengan:
𝑉𝐻𝑁 : Vickers Hardness Number (kg/mm2)
F : Beban yang digunakan (kgf)
d : Panjang diagonal rata-rata (µm), dengan drata-rata = ( 𝑑1+𝑑2
2 )
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
56
Gambar 3.34 Pengujian Vickers
Sumber: Kopeliovich. (2014)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
57
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Setelah dilakukan pengujian anodizing pada aluminium, maka diperoleh
data-data pengujian yang kemudian dijabarkan melalui beberapa sub-sub
pembahasan dari masing-masing jenis pengujian. Berikut adalah spesimen setelah
proses anodizing sebelum dilakukan pengujian, seperti yang ditunjukkan pada
Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Spesimen aluminium setelah proses anodizing sebelum
dilakukan pengujian (a) anodizing pada konsentrasi 16% H2SO4, (b)
anodizing pada konsentrasi 17% H2SO4, (c) anodizing pada konsentrasi
18% H2SO4, (d) anodizing pada konsentrasi 19% H2SO4, (e) anodizing
pada konsentrasi 20% H2SO4.
a.
.
b.
….
..
c.
c.
d. e.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
58
5.1 Perhitungan Rapat Arus yang mengalir.
Rapat arus = 𝐼
𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑝𝑒𝑟𝑚𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛
Diketahui P = 50mm
L = 30mm
I = 3 Ampere
Luas permukaan = 𝑃𝑋𝐿
= 50 x 30 mm
= 1500mm2
Rapat arus = 3
1500
= 0,002 A/mm2
= 2x10−3 A/mm2
4.2 Hasil Pengujian Kekerasan Vickers pada Permukaan Aluminium.
Pengujian kekerasan permukaan bertujuan untuk membandingkan nilai
kekerasan permukaan raw material, ketebalan lapisan oksida setelah anodizing
pada aluminium. Pengujian ini dilakukan menggunakan metode uji kekerasan
Vickers dengan pembebanan 100 gf. Hasil dari pengujian tersebut kemudian
dihitung untuk mengetahui tingkat kekerasan pada permukaan aluminium yang
sudah di anodizing dengan variasi asam sulfat pada larutan anodizing.
Berikut adalah contoh perhitungan nilai kekerasan rata-rata (VHN) ketebalan
lapisan oksida pada raw material.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
59
Kekerasan rata-rata = 1,854 𝑥 𝑃
(𝑑2)
Diketahui :
P = 100 (gf)
P = 100 gf · 10−3 kgf
P = 0,1 kgf
d rata-rata = 60+61
2 (µm) = 60,5 μm · 10−3
= 0,0605 mm
Kekerasan rata-rata = 1,854 𝑥 𝑃
(𝑑2)
Kekerasan rata-rata = 1,854 𝑥 0,1
0,06052
Kekerasan rata-rata = 50,65 VHN
Hasil pengujian dan perhitungan yang telah dilakukan pada aluminium
sebelum dan sesudah anodizing dengan variasi konsentrasi asam sulfat larutan
anodiz pada proses anodizing tersaji pada Tabel 4.1, Tabel 4.2 dan Tabel 4.3.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
60
Tabel 4.1 hasil pengujian Raw material
RAW material Acak 60 61 0,061 50,65
50,95
59,5 59,5 0,060 52,37
62 60 0,061 49,83
Tabel 4.2 Hasil pengujian dan perhitungan kekerasan ketebalan lapisan oksida
setelah proses anodizing dengan variasi konsentrasi asam sulfat 16%,17%,18%,19% dan 20%
No Variasi
Posisi
Uji
Tarik
d1
(µm)
d2
(µm)
d Rata -
Rata
(µm)
Kekerasan
(VHN)
Kekerasan
Rata -
Rata
(VHN)
1 16% Acak 53 53 0,053 66,00
70,47
51 50 0,0505 72,70
50 51 0,0505 72,70
2 17% Acak 51 52 0,0515 69,90
71,77
51 50 0,0505 72,70
51 50 0,0505 72,70
3 18% Acak 53,5 53 0,05325 65,38
69,55
51,5 50 0,05075 71,98
51 51 0,051 71,28
4 19% Acak 52 52 0,052 68,57
68,35
52,5 52 0,05225 67,91
52 52 0,052 68,57
5 20% Acak 55 54 0,0545 62,42
60,23
55 58 0,0565 58,08
53 58 0,0555 60,19
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
61
Gambar 4.2 menunjukkan grafik perbandingan antara nilai kekerasan (VHN)
dengan konsentrasi asam sulfat pada larutan setelah proses anodizing.
Gambar 4.2 menunjukkan hasil pengujian mikro vickers pada permukaan
aluminium yang telah dianodizing dengan variasi konsentrasi asam sulfat. Grafik
perbandingan antara nilai kekerasan (VHN) dengan konsentrasi asam sulfat pada
larutan anodiz setelah proses anodizing, menunjukkan bahwa uji kekerasan vickers
benda yang dilapisi dengan larutan H2SO4 pada konsentrasi antara 16%-17%
menunjukkan hasil yang maksimal sedangkan pada konsentrasi 18% - 20%
menggalami penurunan.
Dari grafik di atas dapat dianalisis bahwa nilai kekerasan permukaan
aluminium mengalami peningkatan. Nilai kekerasan permukaan tertinggi
dihasilkan dari konsentrasi larutan asam sulfat 17% yaitu 71,77 VHN dan nilai
kekerasan terendah berada pada konsentrasi larutan asam sulfat 20% yaitu 60,23
VHN.
16 17 18 19 20
RAW material 50,95
Kekerasan Rata -Rata (VHN) 70,47 71,77 69,55 68,35 60,23
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00R
ata-
rata
ke
kera
san
(V
HN
)
Konsentrasi Larutan (H2SO4)%
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
62
Dari hasil penelitian dapat ditarik kesimpulan bahwa variasi konsentrasi
larutan elektrolit yang diberikan pada proses anodizing memiliki suatu besaran
yang optimum, dimana pada proses anodizing nilai kekerasan maksimum terjadi
pada konsentrasi tertentu dan bila telah melewati batas maksimum akan
menyebabkan nilai kekerasan yang terbentuk justru semakin berkurang. Secara
umum hasil pengujian kekerasan ini dapat dianalisis bahwa pengaruh variasi
konsentrasi larutan asam sulfat yang digunakan dalam proses anodizing,
mempengaruhi nilai kekerasan material yang dihasilkan. Hal ini berhubungan
dengan ketebalan lapisan yang terbentuk pada penambahan konsentrasi asam sulfat,
karena semakin tebal lapisan yang dihasilkan mempunyai struktur poros yang
tinggi, sehingga mengalami penurunan kekerasan terhadap lapisan yang terbentuk.
4.2 Hasil Pengamatan Struktur Mikro.
Pengujian foto struktur mikro ini bertujuan untuk mengetahui seberapa besar
ketebalan lapisan oksida enam spesimen aluminium setelah proses anodizing
dengan variasi konsentrasi larutan asam sulfat yang telah dilakukan sebelumnya.
Sebelum dilakukan pengamatan pada struktur mikro lapisan aluminium, spesimen
dimounting terlebih dahulu menggunakan resin agar mempermudah proses
pengamatan foto mikro. Pengujian ini dilakukan dengan pembesaran 200 kali.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
63
b
110µm
Gambar 4.3 menunjukkan kalibrasi pada struktur mikro
Gambar 4.4 Foto mikro variasi konsentrasi larutan asam sulfat 16%,
a) menunjukkan resin , b) Raw material, c) ketebalan oksidasi.
110
µm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
64
Gambar 4.4 menunjukkan hasil pengujian ketebalan lapisan oksida yang
dihasilkan setelah proses anodizing pada konsentrasi larutan asam sulfat 16% kuat
arus 3 Ampere dengan waktu pencelupan 15 menit sebesar 16,5 μm.
Gambar 4.5 Foto mikro variasi konsentrasi larutan asam sulfat 17%,
a) menunjukkan resin , b) Raw material, c) ketebalan oksidasi.
Gambar 4.5 Pada konsentrasi larutan asam sulfat 17% kuat arus 3 Ampere dengan
waktu pencelupan 15 menit ketebalan lapisan oksida yang dihasilkan sebesar 13,5
μm.
b
c
110µm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
65
b
c
Gambar 4.6 Foto mikro variasi konsentrasi larutan asam sulfat 18%,
a) menunjukkan resin , b) Raw material, c) ketebalan oksidasi.
Gambar 4.6 menunjukkan hasil pengujian ketebalan lapisan oksida yang dihasilkan
setelah proses anodizing pada konsentrasi larutan asam sulfat 18% kuat arus 3
Ampere dengan waktu pencelupan 15 menit sebesar 11 μm. Pada konsentrasi
larutan asam sulfat 14% dengan kuat arus 3 Ampere dan waktu pencelupan 15 menit
ketebalan lapisan oksida yang dihasilkan sebesar 11 μm.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
66
Gambar 4.7 Foto mikro variasi konsentrasi larutan asam sulfat
19%, a) menunjukkan resin , b) Raw material, c) ketebalan oksidasi.
Gambar 4.7 Pada konsentrasi larutan asam sulfat 19% dengan kuat arus 3 Ampere
dan waktu pencelupan 15 menit ketebalan lapisan oksida yang dihasilkan sebesar
12,1 μm.
b
c
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
67
Gambar 4.8 Foto mikro variasi konsentrasi larutan asam sulfat 20%, a)
menunjukkan resin , b) Raw material, c) ketebalan oksidasi.
Gambar 4.8 Pada konsentrasi larutan asam sulfat 20% dengan kuat arus 3
Ampere dan waktu pencelupan 15 menit ketebalan lapisan oksida yang dihasilkan
sebesar 9,9 μm.
b
c
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
68
Kemudian dari semua hasil pengujian foto mikro ketebalan lapisan oksida
setelah proses anodizing, dapat disimpulkan menggunakan grafik berikut:
Gambar 4.9 Grafik konsentrasi larutan asam sulfat dengan ketebalan lapisan
oksida (μm) setelah proses anodizing.
Gambar 4.9 menunjukkan variasi konsentrasi asam sulfat pada proses
anodizing mempengaruhi ketebalan lapisan oksida yang terbentuk pada permukaan
aluminium. Ini karena pada variasi konsentrasi asam sulfat 16%, 17%, 18%, 19%
dan 20% setelah proses anodizing menghasilkan ketebalan lapisan oksida pada
permukaan aluminium sebesar 16,5 μm, 13,5 μm, 11 μm, 12,1 μm, dan 9,9 μm
secara berurutan. Perbedaan ketebalan lapisan ini disebabkan oleh daya hantar
larutan elektrolit yang berbeda karena perbedaan komposisi larutan asam sulfat,
pada komposisi larutan asam sulfat dengan konsentrasi 16% daya hantar larutan
elektrolit menunjukkan hasil yang tertinggi sehingga dengan waktu pencelupan 15
menit dapat menunjukkan pertumbuhan lapisan oksida pada permukaan aluminium
yang maksimum. Sedangkan pada larutan asam sulfat dengan konsentrasi 17%
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
16 17 18 19 20
Ket
ebal
an l
apis
an (
µm
)
Konsentrasi Larutan (H2SO4) %
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
69
daya hantar larutan elektrolit sudah optimum karena pada konsentrasi ini
pertumbuhan lapisan oksida pada permukaan aluminium lebih cepat dan tingkat
pelarutan lapisan oksida tidak terlalu tinggi sehingga lapisan yang terbentuk
menjadi lebih tebal. Namun pada komposisi larutan asam sulfat dengan konsentrasi
18% sampai 20% daya hantar larutan elektrolit sudah sangat tinggi sehingga dengan
waktu pencelupan 15 menit pertumbuhan lapisan oksida pada permukaan
aluminium sangat sangat tinggi, namun karena pertumbuhan lapisan oksida yang
terlalu tinggi justru akan meningkatkan kecepatan pemakanan logam induk dan
melarutkan kembali lapisan oksida terluar, sehingga lapisan oksida yang terbentuk
cenderung tipis.
Dari hasil penelitian dapat ditarik kesimpulan bahwa variasi konsentrasi
larutan elektrolit yang diberikan pada proses anodizing memiliki suatu besaran
yang optimum, dimana pada proses anodizing ketebalan lapisan oksida yang
terbentuk maksimum pada konsentrasi tertentu dan bila telah melewati batas
maksimum akan menyebabkan ketebalan lapisan oksida yang terbentuk justru
semakin berkurang. Pengurangan tebal lapisan yang terjadi disebabkan cepatnya
reaksi oksidasi yang terjadi sehingga lapisan oksida yang sudah terbentuk akan
lebih cepat terkikis dan menyebabkan penipisan lapisan oksida yang sudah
terbentuk.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
70
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari penelitian, analisis dan pembahasan data yang telah dilakukan pada
pengaruh variasi konsentrasi larutan asam sulfat pada proses anodizing, maka didapat
kesimpulan sebagai berikut:
1. Ketebalan lapisan oksida tertinggi sebesar 16,5 μm terjadi pada anodizing
dengan konsentrasi larutan asam sulfat 16%. Pada konsentrasi larutan asam
sulfat 17%, 18%, 19%,dan 20% secara berturut turut menghasilkan tingkat
ketebalan sebesar 13,5 μm, 11 μm, 12,1 μm,dan 9,9 μm.
2. Nilai kekerasan yang tertinggi terjadi pada konsentrasi larutan asam sulfat
17% dengan nilai kekerasan sebesar 71,77 VHN. Konsentrasi larutan asam
sulfat 16%, 18%, 19%, dan 20% secara berturut turut menghasilkan nilai
kekerasan sebesar 70,47 VHN, 69,55 VHN, 68,35 VHN, dan 60,23 VHN.
5.2 Saran
Mengacu pada hasil penelitian, pengujian dan pembahasan aluminium
anodizing, maka ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam pelaksanaan
penelitian selanjutnya diantaranya adalah:
1. Penggunaan bahan kimia harus dilakukan secara benar, baik dalam hal
campuran, takaran, maupun jenis dari bahan kimia itu sendiri.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
71
2. Pastikan arus listrik dan waktu pencelupan dalam kondisi sesuai persyaratan
untuk hasil yang lebih baik.
3. Dilakukan suatu pemeriksaan yang lebih terperinci mengenai kondisi bahan
baku, untuk melihat kandungan yang terdapat pada bahan baku.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
72
DAFAR PUSTAKA
BPPT. 1998. Teknik Pelapisan Logam Secara Listrik. Program Penerapan IPTEK di Daerah:
Jakarta.
Haryono, 2013, Pengaruh variasi suhu dan waktu proses anodizing pada bahan alumunium,
Politeknik Pratama Mulia Surakarta.
Hustasoit, F.M., 2008, Pengaruh Pembebanan Konsentrasi Asam oksalat Terhadap Ketebalan
Lapisan Oksida Pada Alumunium Foil Hasil Proses Anodisasi, Skripsi. Fakultas Teknik
Uiversitas Indonesia.
Priyanto, 2012, Pengaruh Variasi Kuat Arus Listrik terhadap Kekerasan Permukaan
Aluminium 5XXX pada Proses Anodizing, Tugas Akhir.Jurusan Teknik Mesin
Universitas Islam Indonesia.
Santhiarsa, N.N, 2010, Pengaruh Kuat Arus Listrik dan Waktu Proses Anodizing pada
Aluminium tehadap Kecerahan dan Ketebalan Lapisan, Jurnal Ilmiah. Jurusan Teknik
Mesin Universitas Udayana.
Sidharta, 2014, Pengaruh Konsentrasi Elektrolit dan Waktu Anodisasi terhadap Ketahanan
Aus, Kekerasan serta Ketebalan Lapisan Oksida Paduan Aluminium. Pada Material
Piston. Jurusan Teknik Mesin AKPRIND Yogyakarta.
Sidharta, dkk. 2012, Pengaruh Konsentrasi Elektrolit dan Waktu Anodisasi terhadap
Ketahanan Aus dan Kekerasan pada Lapisan Oksida Paduan Aluminium ADC12.
Jurusan Teknik Mesin dan Industri Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada
Yogyakarta.
Sulistijono, 2006, Pengaruh Densitas Arus dan Konsentrasi Asam Sulfat terhadap Ketebalan
lapisan Oksida pada Anodizing Aluminium. Jurusan Teknik Material FTI-ITS
Taufik, T., 2011, Anodizing pada Logam Aluminium dan Paduanya, Makalah. Program Studi
Magister Rekayasa Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan Institut Teknologi
Bandung.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI