Teknologi Pelapisan Logam Secara Listrik

Kata Kunci: elektroplating, pelapisan logam

Pendahuluan dan Manfaat
Prinsip dasar pelapisan logam secara listrik adalah penempatan ion logam yang ditambah elektron pada logam yang dilapisi, yang mana ion-ion logam tersebut didapat dari anoda dan eletrolit yang digunakan.
Secara eletro kimia, prosesnya dapat dilihat pada diagram sebagai berikut :

{mosimage}

Skema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik
Keterangan :
(1) Anoda (bahan pelapis);
(2) Katoda (benda kerja);
(3) Elektrolit; dan
(4) Sumber arus searah
Dengan adanya arus yang mengalir dari sumber maka elektron “dipompa” melalui eletroda positip (anoda) menuju eletroda negatip (katoda).  Dengan adanya ion-ion logam yang didapat dari eletrolit maka menghasilkan logam yang melapis permukaan logam lain yang dilapis.

PENDINGINAN DAN PEMANASAN ELEKTROLIT
Pelapisan logam pada satu jenis eletrolit mungkin bekerja pada suhu 50 derajat celsius, tapi pada jenis lain justru tidak boleh bekerja pada suhu panas,atau dengan perkataan lain harus bekerja pada suhu yang dingin.
Karena keadaan-keadaan itulah maka dibutuhkan pemanasan atau pendinginan eletrolit.  Untuk pemanasan eletrolit biasanya digunakan pemanas celup (immersion heater) yang dapat diatur suhunya.
Biasanya, pendinginan cairan elektrolit lebih jarang dilaksanakan dibandingkan dengan pemanasan.  Penyebabnya adalah bahwa operasi elektroplating lebih sering dilaksanakan pada suhu panas dari pada dilakukan dalam suhu ruangan.
Sedangkan untuk pendinginan elektrolit digunakan pipa-pipa pendingin. Cairan elektrolit diisap sehingga mengalir dalam pipa-pipa yang dicelup air atau didinginkan oleh udara.

PENYARINGAN
{mosimage}Pada saat pencampuran bahan kimia untuk membuat elektrolit, mungkin saja masih ada sisa bahan kimia yang tidak larut dan mengendap atau mengapung dalam cairan eletrolit.  Oleh karena itu, sebelum maupun selama proses eletroplating seringkali harus dilaksanakan penyaringan.
Penyaringan pada tahap pertama (sebelum proses pelapisan) dilakukan dengan 2 macam prosedur, yaitu :
1. Penyaringan dengan kain penyaring
2. Penyaringan dengan mesin penyaring
Cara pertama dilakukan untuk proses pelapisan pada tangki kecil. Adapun prosedurnya sebagai berikut : pencampuran bahan kimia dilakukan di tangki lain kemudian tuangkan eletrolit yang sudah jadi ke tangki elektrolit utama melalui kain penyaring.
Sedangkan cara kedua dilakukan untuk proses pelapisan pada tangki besar.  Prosedurnya dilakukan pencampuran bahan kimia langsung pada tangki elektrolit utama.  Setelah itu masukan slang-slang pengisap kedalam larutan.  Kemudian operasikan mesin penyaring selama kurang lebih setengah jam, sambil dilakukan pengadukan pada larutan elektrolit.

PENGADUKAN
Pada saat proses pelapisan logam berlangsung maka akan timbul gelembung-gelembung gas hidrogen (H2).  Selain itu juga akan timbul kotoran-kotoran akibat proses.  Gas hidrogen dan kotoran yang timbul dapat mengganggu proses pelapisan yang buruk.  Gas hidrogen yang timbul akan menyeabkan lobang-lobang kecil berupa titik-titik hitam  atau buram pada permukaan hasil pelapisan.  Hal ini sering disebut “pitting”.  Kadang juga kotoran akan menempel pada benda yang dilapis, sehingga permukaannya menjadi jelek dan berlapis.
Untuk mengatasi masalah-masalah tersebut maka selama proses pelapisan harus dilakukan pengadukan. Dengan adanya pengadukan maka gas hidrogen maupun kotoran tidak akan menempel pada permukaan benda yang dilapis sehingga tidak akan ada “pitting”.  Pitting yang disebabkan oleh adanya gas hidrogen tersebut selain menjadikan hasil pelapisan menjadi tampak buruk, juga menyebabkan kerapuhan hasil pelapisan.  Sifat rapuh ini akan nampak bila benda kerja dibengkokan, maka logam pelapis menjadi patah atau retak.
Pengadukan yang dilakukan terhadap eletrolit dikategorikan ke dalam 3 jenis menurut caranya, yaitu :
1. Pengadukan mekanik
Yang dimaksud dengan pengadukan mekanik adalah pengadukan dengan alat-alat mekanik, seperti : kipas, lempengan ayun dan lain sebagainya.
2. Pengadukan dengan udara
Cara pengadukan ini paling sering digunakan pada industri-industri karena mempunyai banyak kelebihan apabila dibandingkan dengan cara pengadukan mekanik. Dengan cara pengadukan udara, maka bagian yang masuk ke dalam elektrolit (untuk melakukan pengadukan) adalah hanya sebuah slang plastik.
Adapun proses pengadukannya yaitu, udara dikompresikan ke dalam kompresor, kemudian udara kompresinya dialirkan kedalam elektrolit dengan menggunakan slang plastik yang tahan bahan kimia.  Karena adanya udara bertekanan tadi, maka elektrolit akan teraduk.  Dengan mengatur tekanan udara yang keluar dari kompresor maka besar atau kuatnya pengadukan juga dapat diatur.
3. Pengadukkan Katoda
Berbeda dengan kedua cara pengadukan tadi, maka cara pengadukan katoda ini dilakukan tanpa mengaduk zat cair (elektrolit). Dalam hal ini, yang bergerak /bergoyang adalah katodanya. Dalam beberapa proses pelapisannya, justru ada yang lebih disarankan menggunakan cara ini dari pada menggunakan cara pengadukan dengan udara. Penggunaan cara pengadukan katoda umumnya dilakukan pada proses pelapisan yang tidak banyak menimbulkan gas hidrogen atau lainnya. Proses pelapisan dengan menggunakan cara pengadukan katoda diantaranya adalah pelapisan tembaga.

Bahan dan Peralatan
1. Benda yang akan dilapis.
2. Sikat, mesin gosok atau bahan-bahan kimia untuk membersihkan kotoran.
Adapun jenis kotoran yang perlu dibersihkan dengan bahan kimia :  
a) Minyak dan sejenisnya, termasuk gemuk, parafin, paslin, dan jenis bahan organik lainnya  
b) Karat dan oksida logam lainnya. Karat adalah oksida besi atau disebut juga korosi. Sedangkan pada logam lain juga terdapat oksida yang menempel pada permukaan logam tersebut.

Cara Pembersihan
A. Pembersihan secara kimia ada beberapa cara, yaitu :  
1. Penguapan  
Cara ini dilakukan dengan menggunakan uap senyawa khlor hidrokarbon (chlorinated hydrocarbon) sebagai pembersih atau pengurai minyak. Penggunaan uap tersebut mempunyai keuntungan-keuntungan sbb :
a. kestabilan komposisi yang tinggi  
b. penguraian minyak atau paslin yang baik  
c. kepadatan uap yang tinggi  
d. tidak dapat terbakar atau menyala  
2. Pencelupan 
Pembersihan karat atau oksida logam yang lain biasanya menggunakan larutan kimia seperti asam chlorida, asam sulfat dan asam nitrat dengan konsentrasi larutan, suhu dan lama pencelupan yang berbeda-beda tergantung kepada jenis logam yang akan dibersihkan.

B. Pembersihan secara Listrik
Pembersihan secara listrik dibagi dua yaitu, pembersihan dari kotoran dan penghalusan atau sering disebut pemolesan secara listrik (elektropolishing).