Apa itu Metal Plating?- Pengertian, Jenis, &Manfaatnya

Apa itu Pelapisan Logam?

Metal Plating adalah lapisan tipis logam yang ditambahkan pada bagian luar suatu material. Ini adalah proses penutup permukaan dimana logam disimpan pada permukaan konduktif. Plating telah dilakukan selama ratusan tahun; itu juga penting untuk teknologi modern.

Pelapisan digunakan untuk menghias objek, untuk penghambatan korosi, untuk meningkatkan daya solder, mengeras, meningkatkan daya tahan pakai, mengurangi gesekan, meningkatkan daya rekat cat, mengubah konduktivitas, meningkatkan reflektifitas IR, untuk perisai radiasi, dan untuk tujuan lain. Perhiasan biasanya menggunakan pelapisan untuk memberikan lapisan perak atau emas.

Deposisi film tipis telah melapisi objek sekecil atom, oleh karena itu pelapisan digunakan dalam nanoteknologi.

Ada beberapa metode pelapisan dan banyak variasi. Dalam satu metode, permukaan padat ditutupi dengan lembaran logam, dan kemudian panas dan tekanan diterapkan untuk menggabungkannya. Teknik pelapisan lainnya termasuk elektroplating, deposisi uap di bawah vakum, dan deposisi sputter. Baru-baru ini, pelapisan sering mengacu pada penggunaan cairan. Metallizing mengacu pada pelapisan logam pada benda non-logam.

Manfaat Pelapisan Logam

Pelapisan logam memberikan banyak manfaat untuk produk yang terbuat dari logam dan bahan lainnya. Hal ini sebagian besar dicapai melalui elektroplating, yang membutuhkan arus listrik, atau melalui pelapisan tanpa listrik, yang dalam proses kimia autocatalytic. Teknik-teknik ini, serta beberapa lainnya, menghasilkan satu atau beberapa manfaat berikut:

• Meningkatkan ketahanan terhadap korosi
• Daya tarik dekoratif
• Meningkatkan kemampuan menyolder
• Kekerasan yang ditingkatkan
• Mengurangi gesekan
• Konduktivitas yang diubah
• Meningkatkan daya rekat cat
• Deposisi material
• Meningkatkan daya magnet

Jenis pelapisan Logam

Ada banyak jenis pelapisan logam seperti yang dijelaskan di bawah ini:

• Elektroplating
• Pelapisan Tanpa Listrik
• Pelapisan Perendaman
• Karburisasi
• Deposisi Uap Fisik
• Lapisan Semprot Plasma

1. Pelapisan listrik

Elektroplating adalah metode pelapisan yang paling umum. Elektroplating menggunakan arus listrik untuk melarutkan partikel logam (ion) bermuatan positif dalam larutan kimia. Ion logam bermuatan positif tertarik ke bahan yang akan disepuh, yang merupakan sisi sirkuit yang bermuatan negatif.

Bagian atau produk yang akan dilapisi kemudian ditempatkan dalam larutan ini, dan partikel logam terlarut ditarik ke permukaan material. Elektroplating menghasilkan lapisan yang halus, rata, dan cepat untuk material yang dilapisi, yang secara efektif mengubah permukaan material.

Ada sejumlah langkah dan proses berbeda yang dapat terlibat dalam elektroplating, termasuk pembersihan, pemukulan, deposisi elektrokimia, elektroplating pulsa, dan elektroplating sikat.

Efek :

Elektroplating digunakan untuk memberikan lapisan pelindung, tampilan dekoratif, atau untuk mengubah sifat bahan untuk rekayasa. Elektroplating meningkatkan sifat kimia, fisik, dan mekanik benda kerja yang mempengaruhi kinerjanya saat dikerjakan.

Pelapisan benda kerja dapat digunakan untuk membuatnya dari ukuran yang lebih kecil, mempermudah pengerjaan mesin, dan meningkatkan kemampuan penyolderan, konduktivitas, atau reflektifitas.

2. Pelapisan Tanpa Listrik

Disebut electroless plating karena merupakan metode pelapisan yang tidak menggunakan tenaga listrik dari luar. Pelapisan tanpa listrik melibatkan reaksi kimia yang menginduksi reduksi atom logam.

Dengan kata lain, larutan ion logam (partikel) ketika dicampur dengan zat pereduksi diubah menjadi padatan logam ketika mereka bersentuhan dengan logam katalis (yang memicu reaksi). Hal ini menyebabkan logam dilapisi dengan lapisan padat dari logam pelapis.

Efek

Pelapisan tanpa listrik atau autokatalitik cocok untuk berbagai ukuran dan bentuk material dan tidak memerlukan listrik eksternal atau rendaman pelapisan, yang mengurangi biaya. Namun, pelapisan tanpa listrik lebih lambat, tidak dapat membuat pelat tebal, dan lebih sulit dikendalikan daripada pelapisan listrik.

Metode pelapisan autokatalitik yang paling umum adalah pelapisan nikel tanpa listrik. Namun, pelapisan perak, emas, dan tembaga juga dapat diterapkan dengan teknik ini.

Efek pelapisan tanpa listrik pada produk akhir termasuk melindungi logam dasar dari korosi, meningkatkan ukuran benda kerja, dan mengubah kemampuan penyolderan, reflektifitas, dan konduktivitas.

3. Pelapisan Perendaman

Pelapisan perendaman melibatkan pencelupan satu logam ke dalam larutan ion logam dari logam yang lebih mulia. Ion dari logam yang lebih mulia lebih stabil, sehingga ada 'tarikan' alami untuk menggantikan ion logam permukaan dari logam yang kurang mulia dengan lapisan tipis ion logam yang lebih mulia.

Pelapisan perendaman adalah proses yang lebih lambat, dan hanya dapat digunakan untuk pelapisan logam mulia yang lebih sedikit dengan logam yang lebih mulia. Logam mulia adalah logam yang secara kimiawi inert. Misalnya, emas, platinum, atau perak.

Efek

Pelapisan perendaman hanya menghasilkan lapisan pelapisan yang tipis, setelah itu proses pelapisan akan berhenti. Pelapisan perendaman juga tampaknya memiliki kualitas adhesi yang lebih buruk, di mana pelapisan tidak 'menempel' dengan kuat ke logam dasar.

Efek pelapisan imersi pada produk akhir mencakup peningkatan ketahanan korosi, perubahan konduktivitas listrik, perubahan penampilan, kekerasan yang lebih besar, toleransi torsi, dan kemampuan ikatan yang dimodifikasi.

4. Karburasi

Juga dikenal sebagai case hardening, carburizing adalah proses perlakuan panas yang menghasilkan permukaan tahan aus sambil mempertahankan kekuatan inti. Biasanya diterapkan pada baja karbon rendah setelah pemesinan, serta tinggi, memungkinkan roda gigi, bantalan, dll.

Karburasi cocok untuk bentuk kompleks dari bahan berbiaya rendah yang dapat dikerjakan dengan mudah untuk menghasilkan permukaan yang sangat keras. Prosesnya melibatkan pemanasan bagian dalam tungku lubang atau tungku atmosfer tertutup.

Kemudian gas karburasi (biasanya karbon monoksida tetapi juga natrium sianida dan barium karbonat) dimasukkan pada suhu, dengan panas dan suhu yang mempengaruhi kedalaman difusi karbon. Bagian tersebut kemudian didinginkan perlahan untuk pendinginan nanti atau didinginkan langsung dalam minyak.

5. Deposisi Uap Fisik (PVD)

PVD adalah keluarga proses pelapisan di mana film tipis diendapkan pada substrat. Dalam proses deposisi uap fisik, bahan pelapis padat seperti titanium, kromium, atau aluminium diuapkan dengan panas atau dibombardir dengan ion.

Selama proses, gas reaktif seperti nitrogen dimasukkan, membentuk senyawa dengan uap logam dan mengendap di permukaan logam sebagai lapisan yang sangat tipis. Ini menghasilkan ikatan yang sangat kuat antara lapisan dan bagian logam.

Beberapa keunggulan PVD adalah; permukaan yang sangat keras dan tahan korosi, tahan suhu tinggi, dan kekuatan benturan yang baik.

Ideal untuk berbagai aplikasi:

• Aerospace
• Otomotif
• Alat Pemotong
• Kedokteran
• Senjata api
• Optik
• Film tipis seperti kaca film, kemasan makanan

6. Lapisan Semprot Plasma

Lapisan semprot plasma adalah salah satu jenis pelapisan logam yang kurang dikenal. Dalam proses pelapisan ini, juga dikenal sebagai penyemprotan termal, bahan cair atau panas yang dilunakkan disemprotkan ke permukaan untuk memberikan lapisan.

Bahan pelapis disuntikkan ke dalam nyala api plasma bersuhu sangat tinggi (hingga 10.000 K dalam panas), dengan cepat dipanaskan dan kemudian dipercepat hingga kecepatan tinggi ke permukaan bagian dan dengan cepat mendingin untuk membentuk lapisan pada permukaan bagian. .

Proses ini menghasilkan lapisan, biasanya untuk bahan struktural, untuk memberikan perlindungan terhadap suhu yang sangat tinggi, misalnya dalam pengelolaan panas buang. Ini juga memberikan ketahanan terhadap korosi dan keausan. Pelapisan juga dapat mengubah tampilan dan sifat kelistrikan komponen.

Logam yang digunakan dalam pelapisan

Pelapisan Seng

Seng adalah bahan murah yang digunakan untuk memberikan lapisan galvanis pada banyak substrat logam. Selain disepuh, elemen tersebut diaplikasikan melalui proses Sherardizing, dengan pencelupan cairan mandi, dan dengan penyemprotan.

Dalam proses elektrolitik, atau proses dingin, barang yang akan disepuh diatur sebagai katoda dalam rendaman elektrolitik garam seng larut bersama dengan anoda seng logam. Proses ini menghasilkan lapisan seng murni yang sangat ulet yang ketebalan dan keseragamannya dapat dikontrol dengan tepat.

Proses Sherardizing digunakan untuk melapisi barang-barang perangkat keras kecil seperti sekrup dan paku. Item dimuat dalam tong bersama dengan debu seng dan dipanaskan hingga sekitar 500F. Bagian-bagiannya digulingkan dalam tong menghasilkan lapisan yang terdiri dari sekitar 90% seng dan 10% besi.

Seng cair juga dapat diterapkan dengan mencelupkan atau dengan pelapisan manual item yang lebih besar. Terkadang sejumlah kecil aluminium ditambahkan ke bak mandi untuk meningkatkan fluiditas dan meningkatkan pelapisan bentuk aneh.

Demikian juga, sebagian kecil timah dalam bak membantu dalam mencapai pelapisan substrat yang seragam dan hasil akhir yang lebih baik. Proses hot-dip menghasilkan lapisan paduan seng-besi yang berdekatan dengan logam dasar yang dapat menjadi agak rapuh dan mempengaruhi daya rekat lapisan luar.

Penyemprotan logam, atau metalizing, menggunakan api untuk melelehkan bubuk logam atau kawat dan menimpanya pada permukaan substrat, menghasilkan ikatan mekanis antara lapisan dan logam dasar. Permukaan logam dasar harus agak kasar agar ikatan mekanis dapat terjadi, tetapi lapisan yang cukup tebal dapat diterapkan dengan cara ini.

Pelapis juga dapat berpori, tetapi karena seng bersifat anodik terhadap besi dan baja, hal ini tidak mempengaruhi kemampuan lapisan untuk menangkis korosi. Sifat keropos dari logam yang disemprotkan juga membuatnya bagus dalam menahan cat.

Pelapisan Kadmium

Pelapisan kadmium pada suatu waktu digunakan sebagai pengganti seng dan sering dilapisi pada berbagai barang otomotif. Produsen pesawat menetapkannya untuk karakteristik perlindungan pengorbanan dan pelumasan alami untuk komponen yang sering dilepas dan dipasang kembali.

Itu sangat cocok untuk lingkungan laut di mana ia bertahan dengan baik terhadap air tawar dan air asin. Karena masalah keamanan, penggunaannya sebagai bahan pelapis telah berkurang selama bertahun-tahun meskipun masih tersedia. Banyak produsen dirgantara telah beralih ke pelapisan paduan seng-nikel.

Pelapisan Chrome

Pelapisan krom sering kali hanya berfungsi sebagai dekoratif tetapi juga meningkatkan ketahanan korosi dan kekerasan, sehingga berguna untuk aplikasi industri di mana keausan menjadi perhatian. Di sini disebut sebagai pelapisan krom keras, dan terkadang digunakan untuk mengembalikan toleransi pada bagian yang aus.

Kromium paling sering dilapisi nikel dalam produksi furnitur baja, trim otomotif, dll. Nikel itu sendiri biasanya dilapisi tembaga, dan kombinasi dari tiga lapisan elemen ini hanya melindungi logam di bawahnya dari korosi dengan tidak memasukkan udara dan kelembaban; yaitu, tidak ada aksi anodik. Dengan demikian, pelapisan harus diterapkan dengan benar untuk mencapai perlindungan korosi yang sesuai.

Pelapisan krom adalah proses pelapisan listrik yang paling sering melibatkan penggunaan asam kromat yang dikenal sebagai kromium heksavalen. Pemandian kromium trivalen, yang sebagian besar terdiri dari kromium sulfat atau kromium klorida, adalah pilihan lain untuk keperluan industri.

Kromat terkadang diterapkan di atas pelapisan seng untuk melindungi seng dan, dalam beberapa kasus, mengubah warna logam, seperti pelapisan seng hijau atau hitam.

Pelapisan Nikel

Nikel adalah logam pelapis yang populer, terutama karena berguna dalam pelapisan tanpa listrik. Pelapisan nikel sering melapisi produk rumah tangga seperti gagang pintu, peralatan makan, dan perlengkapan mandi untuk meningkatkan dekorasi dan ketahanan aus.

Pelat nikel biasanya terikat dengan tembaga dan aluminium, tetapi juga bekerja pada berbagai macam logam dan berfungsi sebagai pelapis dasar untuk kromium.

Dalam pelapisan tanpa listrik, paduan nikel fosfor digunakan. Persentase fosfor dalam larutan dapat bervariasi antara 2 dan 14%. Tingkat fosfor yang lebih tinggi meningkatkan kekerasan dan ketahanan korosi. Tingkat fosfor yang lebih rendah memungkinkan daya solder dan daya magnet yang lebih tinggi.

Pelapisan Tembaga

Tembaga adalah logam pelapis populer lainnya untuk aplikasi yang membutuhkan konduktivitas tinggi dan efisiensi biaya. Pelapisan tembaga sering berfungsi sebagai pretreatment pelapisan pemogokan untuk pelapisan logam berikutnya, seperti yang dibahas di atas.

Ini juga merupakan logam pelapis yang populer untuk komponen elektronik seperti papan sirkuit tercetak. Efisiensi pelapisan yang tinggi dan biaya material yang rendah menjadikan tembaga salah satu logam yang lebih murah untuk dilapisi.

Ada tiga jenis proses pelapisan tembaga alkaline, agak basa, dan asam. Tingkat alkalin yang lebih tinggi menghasilkan daya lempar yang superior tetapi membutuhkan kepadatan arus yang lebih rendah dan tindakan pencegahan keselamatan yang ditingkatkan. Inspektur kesehatan telah mengaitkan sianida dalam rendaman tembaga alkalin dengan bahaya kesehatan tertentu, jadi penting untuk memantau tingkat ini.

Pelapisan Emas

Emas dihargai karena ketahanannya yang tinggi terhadap oksidasi dan konduktivitas listrik. Pelapisan emas, yang berbeda dari penyepuhan karena emasnya bukan foil, adalah salah satu cara paling sederhana untuk memberikan karakteristik ini pada logam seperti tembaga dan perak. Proses ini sering digunakan untuk dekorasi perhiasan dan untuk meningkatkan konduktivitas komponen elektronik seperti konektor listrik.

Ketika pelapisan emas tembaga, menodai adalah masalah dan paling mudah dapat diselesaikan dengan pengendapan sebelumnya dengan pemogokan nikel. Juga, pertimbangkan kekerasan dan kemurnian emas saat menentukan faktor-faktor seperti campuran rendaman yang optimal dan lama perendaman.

Pelapis Perak

Seperti emas, perak digunakan dalam aplikasi pelapisan yang membutuhkan daya tarik dekoratif dan konduktivitas listrik yang lebih baik. Secara umum, perak berfungsi sebagai solusi pelapisan yang lebih hemat biaya karena lebih murah daripada sumur emas dan pelat tembaga.

Masalah yang dapat membatasi pelapisan perak sebagai solusi pelapisan yang layak termasuk kelembaban dan korosi galvanik. Secara khusus, pelapisan perak tidak bekerja dengan baik untuk aplikasi yang mengalami kelembaban tinggi karena perak rentan terhadap retak dan pengelupasan, yang pada akhirnya dapat mengekspos substrat dasar.

Pelapisan Timah

Baja berlapis timah telah lama digunakan untuk kemasan makanan dan minuman. Selain memberikan ketahanan terhadap korosi, timah tidak beracun dan memberikan lapisan yang membantu baja mudah terbentuk (berdasarkan pelumasan yang disediakan timah) dan mudah dilas dan disolder.

Proses pasivasi melapisi pelat timah dengan minyak food grade, yang juga meningkatkan daya rekat lak. Lembaran pelat timah dapat ditentukan dengan ketebalan timah yang berbeda di setiap permukaannya agar lebih sesuai dengan kebutuhan permukaan dalam dan luar kontainer dengan lingkungannya.

Pelat timah juga digunakan dalam aplikasi pengemasan lainnya, mulai dari kaleng cat hingga kaleng gemuk. Pelat timah hampir selalu diproduksi menggunakan proses hot-dip. Pelapisan timah juga digunakan dalam pembuatan komponen elektronik.

Pelapisan berbasis timah lainnya, yang dikenal sebagai terneplate, secara tradisional menggunakan paduan timah-timah sebagai penghambat korosi pada baja. Dicat, logam ini bisa bertahan 90 tahun jika dirawat secara teratur, sehingga ideal untuk digunakan untuk atap seng.

Saat ini, timbal telah dihilangkan dan timah diaplikasikan di atas baja tahan karat untuk menciptakan atap tahan korosi yang mengembangkan patina yang melunak. Bahannya bisa bertahan dua kali lebih lama dari atap tembaga.

Pelapisan Rhodium

Rhodium adalah jenis platinum yang memberikan ketahanan terhadap noda, tahan gores, dan penampilan berkilau putih mengkilat. Pelapisan Rhodium juga umum dalam produksi perhiasan, terutama dalam situasi di mana emas putih membutuhkan pelapisan. Perak, platinum, dan tembaga juga merupakan logam dasar yang populer untuk pelapisan rhodium.

Satu kelemahan dari pelapisan rhodium adalah bahwa penghalang pelindung rhodium pada akhirnya akan aus dalam aplikasi yang mengalami tingkat keausan yang tinggi. Hal ini pada akhirnya dapat menyebabkan perubahan warna, dan kemungkinan akan membutuhkan pelapisan putaran kedua setelah beberapa tahun.