Oleh: S. Widodo*)

Kata Pengantar

Dalam tulisan ini, kita akan menjelajahi dua proses penting dalam dunia kimia dan industri, yaitu fosfating dan khromating. Kedua proses ini memiliki peran penting dalam perlindungan dan peningkatan kualitas permukaan logam.

Fosfating adalah proses yang melibatkan penggunaan fosfat untuk menciptakan lapisan pelindung pada permukaan logam, sedangkan khromating adalah proses yang menggunakan senyawa kromium untuk mencapai tujuan yang serupa.

Kedua proses ini sering digunakan dalam berbagai aplikasi industri, termasuk otomotif, konstruksi, dan elektronik, untuk meningkatkan resistensi korosi, mempersiapkan permukaan untuk pengecatan atau pelapisan, dan memberikan penampilan estetika.

Dalam tulisan ini, kita akan membahas masing-masing proses dengan detail, mencakup prinsip dasar, prosedur, dan aplikasinya. Jadi, mari kita mulai petualangan pengetahuan kita dan belajar lebih banyak tentang fosfating dan khromating!

Fosfating

Prinsip dasar fosfating

Fosfating adalah proses perlakuan logam (besi, galvanized atau aluminium) menggunakan asam phosphate dan senyawa lainnya dimana permukaan logam bereaksi secara kimia dengan media asam phosphate tersebut membentuk lapisan kristal phosphate yang tidak larut yang melindungi permukaan logam secara keseluruhan. Proses fosfating pada produksi rangka sepeda biasanya dilakukan setelah proses pengelasan rangka sepeda selesai. Proses fosfating ini berguna untuk meningkatkan daya rekat cat pada rangka sepeda dan mencegah korosi pada permukaan logam.

Prosedur Fosfating

Proses fosfating pada produksi rangka sepeda meliputi beberapa tahapan, yaitu:

• Pembersihan permukaan logam dari kotoran, minyak, karat, atau debu menggunakan larutan pembersih (degreasing) dan sikat kawat.
  Pencucian permukaan logam dengan air bersih untuk menghilangkan sisa larutan pembersih.
• Pengaplikasian larutan fosfat (phosphating) pada permukaan logam dengan cara menyemprotkan, menyelamkan, atau menggosoknya. Larutan fosfat biasanya mengandung asam fosfat, besi fosfat, seng fosfat, mangan fosfat, atau nikel fosfat tergantung pada jenis logam yang akan difosfat.
• Pencucian kembali permukaan logam dengan air bersih untuk menghilangkan sisa larutan fosfat.
• Pengeringan permukaan logam dengan udara panas atau oven untuk menghilangkan kelembaban dan membentuk lapisan fosfat yang kering dan rapat.
• Penyemprotan cat dasar (primer) pada permukaan logam yang sudah difosfat untuk memberikan perlindungan tambahan dan mempersiapkan permukaan logam untuk pengecatan akhir.

Cacat pada proses fosfating rangka dan garpu sepeda adalah suatu kondisi yang tidak diinginkan karena dapat menurunkan kualitas dan ketahanan sepeda terhadap korosi. Proses fosfating adalah proses pelapisan logam dengan senyawa fosfat untuk meningkatkan sifat anti karat dan adhesi cat. Beberapa faktor yang dapat menyebabkan cacat pada proses fosfating antara lain:

• Kualitas bahan baku yang tidak sesuai dengan standar, misalnya terdapat karat, lemak, atau kotoran pada permukaan logam.
• Kondisi operasional yang tidak optimal, misalnya suhu, waktu, konsentrasi, atau pH larutan fosfat yang tidak tepat.
• Pengeringan yang tidak sempurna, misalnya terdapat sisa air atau larutan fosfat yang menguap dan membentuk kristal putih pada permukaan logam.
• Penyimpanan yang tidak sesuai, misalnya terpapar udara lembab, sinar matahari, atau kontaminasi dari bahan lain.

Untuk mengatasi cacat pada proses fosfating, beberapa langkah yang dapat dilakukan antara lain:

• Memilih bahan baku yang berkualitas dan sesuai dengan standar SNI Sepeda Roda Dua, misalnya menggunakan rangka dan garpu sepeda yang terbuat dari baja karbon rendah atau aluminium.
• Melakukan pembersihan dan pengelupasan karat secara menyeluruh sebelum proses fosfating, misalnya dengan menggunakan mesin dan peralatan pembersih karat dan lemak.
• Mengatur kondisi operasional sesuai dengan spesifikasi proses fosfating, misalnya menggunakan larutan fosfat dengan konsentrasi 5-10%, suhu 70-80°C, waktu 10-15 menit, dan pH 5-6.
• Melakukan pengeringan secara sempurna setelah proses fosfating, misalnya dengan menggunakan oven atau aliran udara panas.
• Menyimpan produk komponen sepeda yang telah difosfat dengan baik, misalnya di tempat kering, teduh, dan bebas dari kontaminasi.

Khromating

Prinsip dasar

Proses khromating pada aluminium alloy adalah proses pelapisan permukaan aluminium dengan senyawa kromat, yang bertujuan untuk meningkatkan ketahanan korosi dan adhesi cat pada aluminium. Proses khromating ini termasuk dalam jenis konversi coating, yaitu proses pembentukan lapisan tipis yang terdiri dari senyawa logam dan anion dari larutan elektrolit.

Prosedur Khromating

Proses khromating dapat dilakukan dengan dua metode, yaitu metode celup (dip) dan metode semprot (spray).

Metode celup adalah metode yang paling umum digunakan untuk proses khromating. Pada metode ini, aluminium alloy direndam dalam larutan kromat yang mengandung asam kromat (H2CrO4), asam fosfat (H3PO4), dan asam nitrat (HNO3) dengan konsentrasi tertentu. Larutan kromat ini bersifat asam, sehingga dapat melarutkan sebagian permukaan aluminium dan membentuk lapisan oksida aluminium (Al2O3) yang berfungsi sebagai lapisan pengikat antara aluminium dan kromat. Lapisan oksida ini kemudian bereaksi dengan ion kromat (CrO4 2-) dan ion fosfat (PO4 3-) dalam larutan, membentuk senyawa kompleks yang menempel pada permukaan aluminium. Senyawa kompleks ini memiliki warna kuning kecoklatan, yang menunjukkan bahwa proses khromating telah berhasil.

Metode semprot adalah metode alternatif untuk proses khromating, yang biasanya digunakan untuk benda kerja berukuran besar atau bentuk tidak teratur. Pada metode ini, larutan kromat disemprotkan pada permukaan aluminium alloy dengan tekanan dan suhu tertentu. Proses reaksi kimia yang terjadi pada metode ini sama dengan metode celup, namun membutuhkan waktu yang lebih singkat. Keuntungan dari metode semprot adalah dapat menghemat penggunaan larutan kromat dan mengurangi limbah cair.

Proses khromating pada aluminium alloy memiliki beberapa manfaat, antara lain:

• Meningkatkan ketahanan korosi aluminium alloy terhadap lingkungan agresif, seperti air laut, asam, basa, garam, dan gas industri.
• Meningkatkan adhesi cat pada permukaan aluminium alloy, sehingga cat lebih tahan lama dan tidak mudah mengelupas.
• Meningkatkan estetika aluminium alloy dengan memberikan warna kuning kecoklatan yang menarik.
• Meningkatkan sifat elektrik aluminium alloy dengan menurunkan resistivitas permukaannya.

Penutup

Saya harap tulisan ini telah memberikan pemahaman yang lebih mendalam tentang bagaimana kedua proses ini berperan dalam dunia industri dan kimia.

Melalui fosfating dan khromating, kita dapat melihat bagaimana sains dan teknologi bekerja sama untuk menciptakan solusi yang efektif dalam melindungi dan meningkatkan kualitas logam.

Kedua proses ini, meskipun mungkin tampak rumit, adalah bukti nyata dari inovasi manusia dalam berbagai bidang, termasuk otomotif, konstruksi, dan elektronik.

Tetapi, seperti halnya dengan semua pengetahuan, pemahaman kita tentang fosfating dan khromating tidak pernah selesai. Selalu ada ruang untuk belajar lebih banyak dan mengeksplorasi lebih dalam. Jadi, mari kita terus bertanya, belajar, dan menemukan!

Sampai jumpa di pembahasan selanjutnya, semoga kita dapat terus belajar dan tumbuh bersama. Selamat mengejar pengetahuan!

*). Penulis adalah Manajer Mutu pada suatu Lembaga Penilaian Kesesuaian