Pelajaran 11.5MelapisiBab 11 · Pelapisan dan finishing permukaan

Elektroplating (krom, nikel, seng)

Arus listrik mengendapkan logam dari bak

Elektroplating memakai arus listrik untuk melapisi komponen dengan lapisan tipis logam lain, seperti krom, nikel, atau seng. Krom mengilap pada keran kamar mandi dan seng kekuningan pada baut sama-sama hasil elektroplating. Ini menambah tampilan, perlindungan karat, atau ketahanan aus sementara komponen mempertahankan bentuk persisnya.

Foto: Encik Tekateki, CC BY-SA 4.0, melalui Wikimedia Commons

Elektroplating · bak pelapisan, catu daya, dan tumpukan krom dekoratifAngka dalam lingkaran sesuai dengan langkah-langkah di bawah. Inset menunjukkan lapisan-lapisan finishing krom dekoratif yang khas, tidak sesuai skala.

Cara kerjanya

Bersihkan dan pasang komponen di rak. Komponen dihilangkan lemaknya, dibilas, dan dicelup sebentar dalam asam untuk membuang oksida (aktivasi). Lalu digantung pada rak atau diputar dalam barel yang menghantarkan listrik.
Celupkan ke elektrolit. Bak berisi elektrolit (air dengan garam terlarut dari logam pelapis, seperti nikel sulfat). Bak sering dihangatkan dan diaduk.
Nyalakan arus. Catu daya DC (rectifier) menghubungkan komponen ke sisi negatif, menjadikannya katoda. Batang logam pelapis di sisi positif adalah anoda.
Ion bergerak dan melapisi. Ion logam bermuatan positif, sehingga bergerak menuju komponen. Di sana mereka menangkap elektron dan berubah kembali menjadi logam padat, atom demi atom, pada setiap permukaan yang terbasahi.
Anoda larut. Saat logam meninggalkan larutan, anoda nikel atau seng larut untuk menggantikannya. Pada bak krom, anoda tidak larut, sehingga bahan kimia ditambahkan sebagai gantinya.
Bilas dan ulangi. Komponen dibilas di antara bak; krom dekoratif melewati bak tembaga, nikel, dan krom secara berurutan. Komponen berlapis seng biasanya mendapat celupan pasivasi (lapisan konversi tipis yang menambah ketahanan korosi dan warna biru atau kuning).

Ketebalan bergantung pada arus dan waktu: arus lebih besar atau menit lebih banyak memberi lapisan lebih tebal. Pelapisan menumpuk lebih cepat di tepi dan sudut, tempat medan listrik paling kuat, dan lebih lambat di lubang dan cekungan.

Fakta kunci

Material: Pelapis krom, nikel, seng, tembaga, timah, perak, emas; pada baja, kuningan, tembaga, aluminium, dan plastik yang dibuat konduktif lebih dulu
Komponen khas: Keran, trim mobil, baut dan sekrup, batang piston hidrolik, kontak listrik, perhiasan
Ukuran komponen: Dari pin konektor kecil hingga rol dan batang sepanjang beberapa meter; bak menjadi batasnya
Presisi: Sangat tipis dan terkendali: seng biasanya 5–25 µm, krom dekoratif jauh di bawah 1 µm, krom keras puluhan hingga ratusan µm
Hasil permukaan: Menyalin permukaan di bawahnya: komponen yang dipoles keluar mengilap seperti cermin, komponen doff tetap doff
Ukuran batch yang cocok: Dari perbaikan tunggal hingga jutaan pengikat di lini barel
Biaya perkakas dan mesin: Rak dan fixture murah; lini pelapisan otomatis dengan bak, hoist, dan pengolahan limbah berharga ratusan ribu hingga jutaan dolar
Kecepatan: Menit untuk seng tipis atau krom dekoratif, hingga banyak jam untuk krom keras yang tebal

Kekuatan dan batasan

Kekuatan

Lapisan tipis dan merata yang menjaga dimensi komponen
Banyak logam untuk tampilan, korosi, aus, atau konduktivitas
Finishing dekoratif yang mengilap seperti cermin
Murah per komponen dalam batch besar, terutama di barel

Batasan

Tidak merata di lubang dalam dan cekungan; tepi menumpuk lebih banyak
Memakai bahan kimia beracun (misalnya bak kromium heksavalen dan sianida) yang butuh pengolahan limbah ketat
Hidrogen yang terbentuk saat pelapisan bisa membuat baja berkekuatan tinggi menjadi getas, sehingga komponen dipanggang setelahnya
Setiap langkah bergantung pada pembersihan yang sempurna; persiapan buruk membuat lapisan mengelupas atau melepuh

Di mana dipakai

OtomotifPengikat dan braket berlapis seng, trim krom, komponen berlapis nikel
Perpipaan dan rumah tanggaKeran krom, shower head, gagang pintu
Hidrolik dan permesinanBatang piston krom keras, rol, cetakan
ElektronikEmas dan timah pada konektor, tembaga dan nikel pada papan sirkuit
DirgantaraKadmium atau seng-nikel pada komponen roda pendarat dan pengikat
Perhiasan dan koinPelapisan emas dan perak di atas logam yang lebih murah

Cara mengenalinya

Lapisan yang sangat tipis yang mengikuti setiap detail, goresan, dan garis poles komponen di bawahnya.
Krom mengilap seperti cermin dengan sedikit rona biru, atau kilau pelangi, kuning, atau biru dari seng yang dipasivasi pada sekrup.
Bekas kontak: titik kecil yang polos atau kusam tempat komponen menyentuh raknya.
Saat gagal, lubang kecil atau lepuhan di bawah kilap, atau pengelupasan di tepi tajam.

Bandingkan dengan

Galvanisasi celup panas11.4seng dari bak cair, bukan arus; jauh lebih tebal dan lebih tahan lama di luar ruangan, tetapi tidak presisi.Anodisasi11.6juga bak elektrokimia, tetapi komponen menjadi anoda dan permukaannya sendiri berubah menjadi oksida, bukan menerima logam baru.Electroforming11.7kimia yang sama dijalankan jauh lebih lama untuk membangun komponen logam berdiri bebas pada sebuah cetakan.

Tonton

VIEW CHEM · Animasi anoda, katoda, dan aliran ion

Mayer Motorsports · Menyusuri bengkel: pemolesan, lalu tembaga, nikel, dan krom

Proinvest Group | Unlimited Steel Solutions · Krom keras industri pada batang hidrolik

Riley Surface World · Lini seng barel otomatis dengan gantri dan baknya

Lihat foto asli

Wikipedia: Electroplating — diagram prinsip dan foto lini pelapisan
Wikipedia: Chrome plating — komponen mobil dan motor berlapis krom, krom dekoratif versus krom keras
Pencarian foto Wikimedia Commons

Ingat

Komponen adalah elektrode negatif; ion logam positif di dalam bak mendarat di atasnya dan menjadi logam.
Arus dan waktu menentukan ketebalan, dari di bawah 1 µm hingga ratusan µm.
Komponen bersih dan penanganan aman bak beracun yang menentukan berhasil tidaknya pelapisan.