Dokumen tersebut membahas proses pelapisan logam, khususnya seng, dengan cara celup panas. Metode ini bekerja dengan mencelupkan logam dasar ke dalam cairan seng panas untuk membentuk lapisan paduan antara logam dasar dan seng. Lapisan ini membentuk struktur kristal yang melindungi logam dari korosi. Proses pelapisan seng meliputi pembersihan permukaan, pencelupan ke dalam cairan seng panas, dan pendinginan unt

1. 3. dasar terbentuknya lapisan khromat diatas permukaan logam adalah :
2CR (OH)₃ + CrO₄²¯ + 2H⁺ = Cr(OH)₃.CrOH.CrO₄ + 2H₂O
Dari keadaan tersebut, maka kita bias melihat bahwa ada perbedaan proses khromatasi antara logam
Zn dan logam aluminium tergantung kepada jumlah hidrat air yang terkandung didalamnya.
3. Pembentukan lapisan konversi pada logam tembaga dan perak
Perak dan tembaga mempunyai sifat daya tahan terhadap kekusaman yang rendah dan
apabila dibiarkan dekat dengan sulphida akan terbentuk lapisan berwarna hitam kecoklatan sehingga
tidak enak jika dilihat.
Dengan hal-hal yang demikianlah, maka prosses khromatasi bagi logam peraak dan tembaga perlu
untuk mempertahankan diri dari kekusaman sebagai benda-benda seni, yang kemudian dilanjutkn
dngan proses lacquering.
Larutan yang digunakan untuk maksud ini adalah larutan dikhromat dan untuk logam
tembaga cukup sederhana yaitu 1% K₂Cr₂O₇ dengan temperature kamar dan proses selama 2 menit
atau lebih. Larutan yang lebih baik daripada diatas adalah menggunakan 30 gr/l Na₂Cr₂O₇ ; 130 gr/l
HNO₃ ; 150gr/l CH₃ COOH dan 52 gr/l NaCl.
Larutan untuk logam perak tergantung atas kebutuhannya, yaitu berdasarkan terlarutnya
perak untuk membentuk lapisan khromat dari ion-ion dikhromat. Larutan mengandung unsur Sianida
seperti 13 gr/l Na₂Cr₂O₇ dan 2 -20 gr/l NaCN, yang mana akan membentuk kompleks bersama-sama
dengan perak dalam batas pH alkalin, jikalau tidak akan terjadi elektrolisa kembali endapan
chromium adlam keadaan teroksidasi.
4. Pembentukan lapisan phosphate
Proses ini sering disebut sebagai proses phosphatase. Lapisan phosphate pada umumnya
digunakan sebagai la[isan pertama sebelum pengecatan dan kebanyakan untuk tujuan perlindungan
terhadap korosi tidak begitu banyak jumlahnya. Proses phosphatase dipatenkan dan pada saat ini
dikenal dengan nama Coslettizing, Parkerizing, Bonderizing sebagai nama-nama proses phosphatasi.
Penggunaan yang terbanyak dari proses phosphatasi ini adalah terhadap benda kerja baja, tapi

2. penggunaan yang cukup penting juga untuk seng dan khususnya lapisan seng hasil galvanisasi dan
logam aluminium. Campuran antara proses khromat-phosphat adalah digunakan dan sebagai dasar
etshprimer, yang mana juga mengandung pengikat dari bahan polimer.
Proses phosphatasi yang cukup sederhana menggunakan larutan asam phosphat untuk
permukaan besi dan baja, dan bias didahului proses awal dengan khromat.
Pengembangannya dengan menggunakan Zinc phosphate (Coslettizing), Manganese dihydrogen
Phosphate (Parkerizing) dan menggunakan bahan untuk mempercepat proses (accelerator) sebagai
tembaga atau nitrat (Bonderizing), yang mana akan mengurangi waktu proses dari 30 menit menjadi
5 menit.
Formula yang dikembangkan pada saat ini akan cenderung untuk mengurangi pengaruh
temperature proses dan banyak larutan phosphate beroperaasi pada temperature yang cukup dingin
karena ditambahkan unsur fatty esters dan garam-garam lainnya.
Karakteristik proses panas dengan dasar asam phosphate dapat dilihat pada table II.
Kebanyakan larutan yang sama digunakan untuk baja dan seng, tetapi untuk logam aluminium akan
menggunakan larutan yang lebih kompleks dengan ditambahkan fluoride. Lapisan phosphate
dengan dasar seng phosphate atau khromat phosphate akan menggunakan pengolahan awal,
menggunakan larutan asam hydrofluoric karena sebagai larutan etsa.
Salah satu komposisinya yaitu 10 gr/l Zn(H₂PO₄)₂ ; 10 gr/l HNO₃ ; 3 gr/l HF yang mana akan memberikan
lapisan yang cukup berat setelah dicelupkan selama 5-10 menit pada temperature 55-60⁰c , atau
lapisan yang cukup ringan apabila disemprotkan selama 1-2 menit pada temperature 50⁰c.

3. Tabel II. KARAKTERISTIK DARI PROSES PHOSPHATASI
JENIS ACCELERATOR
WAKTU JENIS
BERAT
LAPISAN
PHOSPHAT (MENIT) LAPISAN MG/CM²
Fe - 30 Berat 1 – 3
Fe/Mn - 30 Berat 1 - 3
Mn Nitrate 15 Berat 0.8 - 3
Zn Nitrate 15 Pertengahan 0.3 - 3
Zn Nitrate/Nitrite 3 Ringan 0.1 - 0.6
atau khlorida
Na/NH₃ - 1 - 2
Sangat
ringan 0.05 - 0.1
(semprot)
Lapisan tersebut akan meningkat apabila dalam pencelupan menggunakan arus katoda sebesar 10-20
volt pada 30-40 A/dm².
Setelah proses dilanjutkan dengan tahap pembilasan, untuk menghilangkan semua senyawa
yang larut, akan tetapi pembilasan harus lambat sekali karena apabila engandung khlorida dan
sulphat sebesar < 250 ppm akan menyerang rongga-rongga yang da pada lapisan.
Proses “sealing” secara kimia tidak diperlukan karena cat dan lacquering bias berfungsi sebagai
bahan proses “sealing” tersebut.

4. Proses phosphatasi pertama-tama tergantung atas pembentukan besi, mangan dan seng
yang bervalensi 2, kedua dan ketiga [embentukan phosphate. Pada mulanya phosphate terbentuk
dalam larutan dan benda kerja sebagai media untuk mengendapkan phosphate di atas
permukaannya dengan 3 cara yaitu :
a. Phosphate dengan besi, mangan dan seng dalam larutan mempunyai pH 2-4 dan terjadi reaksi
yang diikuti penguraian logam menjadi :
M + 2H₃PO₄ ↔ M (H₂PO₄)₂ + H₂
b. Terjadi oksidasi sebagai reaksi untuk mempercepat depolarisasi antara H₂ dan H₂O akan
terbantuk formasi pelarutan dari phosphate yang berfungsi sebagai media pengatur. Dalam
keadaan yang demikian maka pH akan naik oleh karena itu melepaskan ion-ion H⁺ dan
kemudian phosphate mulai mengandap :
M (H₂PO₄)₂ ↔ MHPO₄ + H₃PO₄
Jika kenaikan pH memadai maka phosphate akan terus terbentuk dengan cepat oleh adanya
proses hidrolisa :
3M(H₂PO₄)₂ ↔ M₃(PO₄)₂ + 4H₃PO₄ atau
3MHPO₄ ↔ M₃(PO₄)₂ + H₃PO₄
Untuk mengoreksi reaksi dalam larutan maka perbandingan antara jumlah keseluruhan unsur
yang ada dibandingkan dengan asam yang bebas menurut perbandingan 7:1.
Reaksi akan terus berlangsung tetapi senyawa yang berfungsi sebagai accelerator akan
mengoksidasi ferro menjadi ion ferric. Ferric phosphate akan langsung mengendap, tetapi
jika seng dan mangan phosphate pada mulanya tidak menghalangi terjadinya formasi lapisan,
seperti :
3 Zn(H₂PO₄)₂ ↔ XH₃PO₄ + (4 + X) Fe
↔ Zn₃(PO₄)₂ + (4 + X)FePO₄ + 3/2 (4 + X)H₂
IV. BAGAN ALIR PROSES PEMBENTUKAN LAPISAN KONVERSI
Pada mulanya, urutan proses pembentukan lapisan oksida mempunyai bagan alir sebagai
berikut :

5. 1. Polishing (pemolesan)
2. Degreasing
3. Pembilasan
4. Pickling
5. Pembilasan
6. Proses pembentukan lapisan konversi
7. Pembilasan
8. pengeringan
9. Proses khusus
10. Pengeringan
11. Pengepakan
Urutan proses seperti tersebut diatas tidak mesti harus demikian, karena akan tergantung
kepada keadaan dan jenis logam yang akan diproses, seperti misalnya aluminium yang tujuan
akhirnya adalah untuk memperkuat daya lekat antara aluminium dan cat atau lacquer, maka
proses pembentukan lapisan konversi yang dikenakan padanya adalah khromat-phosphat,
dan urutan tadi menjadi :
1. Polishing dengan alat blasting
2. Perkhlor ethylene degreasing
3. Pembersihan dengan larutan alkalin
4. Pembilasan
5. Deoksidasi
6. Pembilasan
7. Proses khromat-phosphat
8. Pembilasan
9. Pengeringan
10. Pengecatan
11. Pengeringan

6. Proses deoksidasi dikenakan untuk aluminium adalah dikarenakan tidak semua aluminium tersebut
merupakan logam aluminium murni tetapi merupakan aluminium paduan, maka dikenakan proses
deoksidasi dengan larutan nitrat encer untuk menarik oksida-oksida yang terkandung didalamnya.
DAFTAR PUSTAKA
1. Gabe, D.R., “Principles of metal surface treatment and protection”, Pergamon Press, New
York, First Edition, 1972.
2. Silman, H., BSc., “protective and decorative coating for metals”, Finishing publications Ltd.,
Teddington, England, 1978.
3. Suprapti T., Dra “Diagram Pourbaix dan Aplikasinya”, untuk kursus Elektrokimia dan
Penerapannya, Lembaga Metalurgi Nasional – LIPI, Pebruari 1980.

7. PELAPISAN SENG DENGAN CARA CELUP PANAS
(HOT DIP GALVANISING)
I.Pendahuluan
Salah satu usaha meningkatkan umur pakai suatu komponen/konstruksi baja dari serangan
korosi adalah dengan cara melapisi komponen/konstruksi tersebut dengan logam lain.
Logam-logam yang umum dipakai sebagai bahan pelapis antara lain Nikel (Ni), tembaga (Cu), khrom
(Cr), Seng(Zn) dan lain-lain.
Konstruksi baja dalam pemakaian tertentu, dimana sifat proteksi lapisan lebih diutamakan,
maka yang banyak digunakan adalah lapisan seng. Hal ini disebabkan lapisan seng bersifat anodic
terhadap besi-baja, dimana sifat anodik ini dari segi proteksi relative labih baik. Disamping itu
pelapisan seng relatif lebih murah. Lapisan seng dapat dihasilkan dengan beberapa cara antaralain
adalah dengan proses Galvanisasi (Hot Dip Galvanizing).
II. PRINSIP DASAR
2.1 Penempelan

8. Pelapisan dengan cara celup panas adalah suatu mekanisme ikatan penempelan yang
melibatkan kondisi permkaan baik dari baja maupun kondisi leburan logam pelapis serta melibatkan
sifat fisik yang terjadi antara dua logam setelah melekat.
Lapisan seng ini megalami proses pembekuan pada pengecoran sehingga akan membentuk
struktur Kristal, dan bisa diatur pengintian pembekuannya agar membentuk Kristal yang bermotif
bunga (spangled pattern). Besarnya bunga Kristal tersebut tergantung komposisi atau pengolahan
baja sebelumnya, tergantung pada komposisi leburan seng.
Bentuk dan ragam bunga Kristal tergantung semata pada komposisi leburan seng.
2.2 Metallurgi Baja Lapis Seng
Bila baja (sebagai logam dasar) yang bersih bebas dari oksida dan pengotor lainnya,
dimasukkan kedalam seng cair pada suhu 450⁰C. maka akan terjadi lapisan paduan besi-seng pada
permukaan baja. Lapisan paduan besi-seng yang terjadi dapat dilihat seperti pada gambar 2.
Paduan besi-seng tersebut makin kedalam (kearah logam dasar) makin kaya akan unsur besi, dan
sifat dari masing-masing paduan berbeda-beda seperti terlihat pada table 1.

9. Terjadinya paduan-paduan tersebut sesuai dengan fasa-fasa yang mungkin terjadi seperti ditunjukkan
oleh diagram konstitusi besi-seng (lihat pada gambar 3).
Gambar 2. LAPISAN PADUAN BESI-SENG HASIL PROSES GALVANISASI
GAMBAR 3. DIAGRAM KONSTITUSI BESI-SENG
Tabel I. SIFAT-SIFAT PADUAN BESI-SENG
Paduan/Fasa % Berat Fe Struktur Kekerasan

10. Kristal (DPN)
Besi 100 BCC 160
Gamma *⁾ 21 - 28 BCC -
Delta 12-Jul Hex, Mon 240
Zeta 5.6 - 6.2 Hexagonal 180
Eta Max. 0.003 Close packed 70
*⁾ Paduan gamma pada umumnya sangat tipis
Oleh karena itu tidak ada data kekerasannya
III. PENGERJAAN PELAPISAN SENG DENGAN CARA CELUP PANAS ( HOT DIP)
Proses pelapisan seng dengan cara celup panas (proses galvanisasi) ditinjau dari teori sangat
sederhana, yaitu terdiri dari pembersihan baja dari oksid atau kotoran, dan kemudian pencelupan
dalam seng cair seperti digambarkan dalam diagram alir pada gambar 4.
Meskipun secara teori tampak sederhana, dalam praktek tidaklah demikian halnya, dan
ternyata banyak factor-faktor yamg harus dikendalikan untuk mendapatkan hasil baja lembaran lapis
seng yang bermutu.
Proses pembersihan baja terjadi pada tiga tahap, yaitu degreasing, pickling, dan fluxing.
Proses degreasing (penghilangan lemak), dilakukan dengan larutan alkali, pada suhu dibawah 100⁰C,
dalam waktu beberapa ment saja. Ada beberapa macam cara degreasing; prosesnya akan diuraikan
lebih lanjut dalam bab ini.
Pickling (cuci asam), dapat dilakukan dengan asam sulfat, asam chlorida, asam nitrat, asam
fluorida atau campuran dari asam-asam tersebut. Suhu operasi tergantung pada jenis asam yang
dipakai.

11. Lamanya pencucian tergantung pada jenis asam, jenis bahan yang dicuci, dan juga operasinya (batch
atau kontinyu).
Fluxing adalah proses pemberian bahan flux, terutama ZnCl₂, pada permukaan baja yang akan
digalvanisasi, untuk membersihkan lebih lanjut bila proses sebelumnya belum sempurna.
Pada proses pencelupan (hot-dipping) yang merupakan proses utama, benda kerja yang bersih dan
kering dicelupkan dalam cairan logam seng untuk beberapa saat, dan kemudian diangkat dan
dikeringkan, sehingga kita peroleh baja lapis seng. Beberapa variable yang berperngaruh akan
diuraikan lebih lanjut berikut ini.
baja (lembaran)
degreasing
dalam larutan
alkali
50-100⁰C, 1-5
menit
pembilasan dengan air
panas
pickling
Dalam larutan HCL
(8-12%) + inhibitor
± 40⁰C, 5-15 menit
Pembilasan dengan air
panas
pencelupan seng cair ±450⁰C
dalam seng cair + flux
1-5
menit

12. Baja (lembaran)
lapis seng
Gambar 4. DIAGRAM ALIR PROSES PELAPISAN
SENG DENGAN CARA CELUP PANAS.