Perlakuan permukaan logam merupakan suatu proses pembentukan lapisan permukaan secara artifisial pada permukaan bahan dasar logam yang berbeda sifat mekanik, fisika, dan kimia bahan dasarnya. Tujuan perawatan permukaan adalah untuk memenuhi ketahanan produk terhadap korosi, ketahanan aus, dekorasi, atau persyaratan fungsional khusus lainnya. Untuk pengecoran logam, metode perawatan permukaan yang paling umum digunakan adalah: pemolesan mekanis, perawatan kimia, perlakuan panas permukaan, dan permukaan yang disemprot. Perlakuan awal permukaan coran logam adalah untuk membersihkan, menyapu, menghaluskan, menghilangkan lemak, dan mendeoksidasi permukaan benda kerja.
Ada dua penjelasan untuk perawatan permukaan. Salah satunya adalah perlakuan permukaan umum, yang mencakup banyak metode fisik dan kimia termasuk perlakuan awal, pelapisan listrik, pengecatan, oksidasi kimia, penyemprotan termal, dll.; yang lainnya adalah perlakuan permukaan yang didefinisikan secara sempit. Artinya hanya pengolahan saja termasuk sandblasting, polishing, dan lain-lain, yang sering kita sebut dengan pre-treatment.
| Perawatan Permukaan | Aplikasi |
| Pelapisan Seng | Pengecoran baja paduan, pengecoran baja karbon, bagian yang terbuat dari metalurgi serbuk |
| Lapisan Seng Tanpa Listrik | Lapisan kaya Seng tanpa listrik pada bagian baja |
| Pelapisan Nikel Tanpa Listrik | Pelapisan nikel tanpa listrik pada komponen baja, baja tahan karat, aluminium, dan tembaga |
| Pelapisan Timah-Seng | Pelapisan timah-seng pada bagian baja |
| Pelapisan Kromium | Pengecoran baja paduan, pengecoran paduan berbahan dasar tembaga |
| Pelapisan Nikel | Pelapisan nikel tanpa listrik pada komponen baja, baja tahan karat, dan aluminium |
| Pelapisan Krom-Nikel | Bagian kuningan, bagian perunggu |
| Pelapisan Nikel Seng | Pengecoran baja, pengecoran kuningan, bagian pengecoran perunggu |
| Pelapisan Tembaga-Nikel-Kromium | Pelapisan Tembaga-Nikel-Kromium pada bagian baja, baja tahan karat, aluminium |
| Pelapisan Tembaga | Pelapisan pada bagian baja |
| Anodisasi | Anodisasi dan anodisasi keras pada profil aluminium, permesinan, dan komponen aluminium die cast |
| Lukisan | Pengecatan dan pengeringan film pada bagian besi, aluminium, baja tahan karat, dan baja |
| Pembersihan Asam | Pembersihan asam untuk coran baja tahan karat, suku cadang yang diberi perlakuan panas, paduan super, paduan aluminium, dan suku cadang paduan titanium |
| Pasifasi | Pasifasi semua jenis baja tahan karat |
| Fosfat | Seng dan mangan fosfat pada coran normal dan bagian permesinan |
| Elektroforesis | Elektroforesis pada bagian baja |
| Pemolesan Elektrolit | Pemolesan elektrolitik pada bagian baja tahan karat |
| Gambar Kawat | Bagian baja tahan karat dengan cara pengecoran, pengelasan dan penempaan |
1. Perlakuan Awal Permukaan
Dalam proses pengolahan, pengangkutan, penyimpanan, dan lain-lain, permukaan benda kerja logam sering kali terdapat kerak oksida, pasir cetakan karat, terak las, debu, minyak dan kotoran lainnya. Agar pelapis dapat melekat kuat pada permukaan benda kerja, maka permukaan benda kerja harus dibersihkan terlebih dahulu sebelum dilakukan pengecatan. Jika tidak, hal ini tidak hanya akan mempengaruhi kekuatan ikatan dan ketahanan korosi lapisan terhadap logam, tetapi juga membuat logam dasar meskipun dilapisi. Ia dapat terus terkorosi di bawah perlindungan lapisan, menyebabkan lapisan terkelupas, mempengaruhi sifat mekanik dan masa pakai benda kerja. Terlihat bahwa tujuan perlakuan awal permukaan benda kerja logam adalah untuk menyediakan substrat yang baik dan sesuai dengan persyaratan pelapisan, memperoleh lapisan pelindung dengan kualitas yang baik, dan memperpanjang masa pakai produk.
2. Perawatan Mekanis
Terutama mencakup pemolesan rol sikat kawat, peledakan tembakan, dan peening pasir.
Pemolesan kuas adalah rol sikat digerakkan oleh motor, dan rol sikat berputar dengan kecepatan tinggi pada permukaan atas dan bawah strip ke arah yang berlawanan dengan pergerakan potongan penggulung untuk menghilangkan kerak oksida. Kerak oksida besi yang tersapu dibersihkan dengan sistem pencucian air pendingin bersirkulasi tertutup.
Peledakan tembakan adalah metode menggunakan gaya sentrifugal untuk mempercepat proyektil dan memproyeksikannya ke benda kerja untuk menghilangkan dan membersihkan karat. Namun, shot blasting memiliki fleksibilitas yang buruk dan dibatasi oleh lokasi. Agak buta saat membersihkan benda kerja, dan mudah menghasilkan sudut mati pada permukaan bagian dalam benda kerja yang tidak dapat dibersihkan. Struktur peralatannya rumit, banyak suku cadang yang aus, terutama bilah dan suku cadang lainnya cepat aus, jam kerja pemeliharaan banyak, biaya tinggi, dan investasi satu kali besar. Menggunakan peledakan tembakan untuk perawatan permukaan, kekuatan benturannya besar, dan efek pembersihannya jelas.
Namun, perlakuan terhadap benda kerja pelat tipis dengan shot peening dapat dengan mudah merusak bentuk benda kerja, dan tembakan baja mengenai permukaan benda kerja (tidak peduli shot blasting atau shot peening) untuk merusak substrat logam. Karena oksida besi dan oksida besi tidak memiliki plastisitas, maka keduanya akan pecah. Setelah terkelupas, lapisan oli berubah bentuk bersama dengan materialnya, sehingga shot blasting dan shot blasting tidak dapat sepenuhnya menghilangkan noda oli pada benda kerja yang terkena noda oli. Di antara metode perawatan permukaan benda kerja yang ada, efek pembersihan terbaik adalah sandblasting. Sandblasting cocok untuk membersihkan permukaan benda kerja dengan persyaratan lebih tinggi.
3. Perawatan Plasma
Plasma adalah kumpulan partikel positif dan partikel negatif bermuatan positif (termasuk ion positif, ion negatif, elektron, radikal bebas dan berbagai gugus aktif, dll). Muatan positif dan negatifnya sama besar. Oleh karena itu, disebut plasma, yang merupakan keadaan keempat di mana materi ada selain keadaan padat, cair, dan gas-keadaan plasma. Prosesor permukaan plasma terdiri dari generator plasma, pipa pengiriman gas, dan nosel plasma. Generator plasma menghasilkan energi bertekanan tinggi dan frekuensi tinggi di pipa baja nosel untuk diaktifkan dan dikontrol untuk menghasilkan plasma suhu rendah dalam lucutan pijar, dengan bantuan udara terkompresi Plasma disemprotkan ke permukaan benda kerja.
Ketika plasma dan permukaan benda yang diproses bertemu, benda tersebut berubah dan terjadi reaksi kimia. Permukaan telah dibersihkan, dan kontaminan hidrokarbon seperti lemak dan aditif tambahan telah dihilangkan, atau digores dan dikasar, atau membentuk lapisan ikatan silang yang padat, atau memasukkan gugus polar yang mengandung oksigen (hidroksil, karboksil), ini Kelompok tersebut memiliki efek meningkatkan daya rekat berbagai bahan pelapis, dan telah dioptimalkan dalam aplikasi daya rekat dan cat. Dengan efek yang sama, penerapan permukaan perawatan plasma dapat memperoleh permukaan lapisan dengan tegangan tarik tinggi yang sangat tipis, yang bermanfaat untuk pengikatan, pelapisan, dan pencetakan. Tidak diperlukan mesin lain, perawatan kimia, dan komponen kuat lainnya untuk meningkatkan daya rekat.
4. Metode Elektrokimia
Perlakuan permukaan elektrokimia menggunakan reaksi elektroda untuk membentuk lapisan pada permukaan benda kerja, yang terutama mencakup pelapisan listrik dan oksidasi anodik.
Saat benda kerja menjadi katoda dalam larutan elektrolit. Proses pembentukan lapisan pada permukaan di bawah pengaruh arus luar disebut pelapisan listrik. Lapisan pelapisannya dapat berupa logam, paduan, semikonduktor atau mengandung berbagai partikel padat, seperti pelapisan tembaga, pelapisan nikel, dll.
Sedangkan pada larutan elektrolit, benda kerja merupakan anoda. Proses pembentukan lapisan oksida pada permukaan akibat pengaruh arus eksternal disebut anodisasi, seperti anodisasi paduan aluminium. Perlakuan oksidasi baja dapat dilakukan dengan metode kimia atau elektrokimia. Metode kimianya adalah dengan memasukkan benda kerja ke dalam larutan pengoksidasi, dan mengandalkan aksi kimia untuk membentuk lapisan oksida pada permukaan benda kerja, seperti baja yang membiru.
5. Metode Kimia
Perlakuan permukaan dengan metode kimia tidak memiliki pengaruh arus, dan menggunakan interaksi bahan kimia untuk membentuk lapisan pelapisan pada permukaan benda kerja. Metode utamanya adalah perlakuan pelapisan konversi kimia dan pelapisan tanpa listrik.
Dalam larutan elektrolit, benda kerja logam tidak mempunyai arus eksternal, dan zat kimia dalam larutan berinteraksi dengan benda kerja membentuk lapisan pada permukaannya, yang disebut perlakuan film konversi kimia. Seperti kebiruan, fosfat, pasivasi, dan perlakuan garam kromium pada permukaan logam. Dalam larutan elektrolit, permukaan benda kerja diolah secara katalitik tanpa pengaruh arus eksternal. Dalam larutan, akibat reduksi zat kimia, proses pengendapan zat tertentu pada permukaan benda kerja sehingga membentuk suatu lapisan disebut pelapisan tanpa listrik, seperti pelapisan nikel tanpa listrik, pelapisan tembaga tanpa listrik, dll.
6. Metode Pengolahan Panas
Metode pemrosesan panas adalah dengan melelehkan atau menyebarkan material secara termal pada kondisi suhu tinggi untuk membentuk lapisan pada permukaan benda kerja. Metode utamanya adalah sebagai berikut:
1) Pelapisan Celup Panas
Proses pemasukan benda kerja logam ke dalam logam cair untuk membentuk lapisan pada permukaannya disebut pelapisan hot-dip, seperti hot-dip galvanizing dan hot-dip aluminium.
2) Penyemprotan Termal
Proses atomisasi logam cair dan menyemprotkannya pada permukaan benda kerja hingga membentuk lapisan disebut penyemprotan termal, seperti penyemprotan termal seng dan penyemprotan termal aluminium.
3) Stempel Panas
Proses pemanasan dan pengepresan foil logam pada permukaan benda kerja hingga membentuk lapisan pelapis disebut hot stamping, seperti hot stamping aluminium foil.
4) Perlakuan Panas Kimia
Proses dimana benda kerja bersentuhan dengan bahan kimia dan dipanaskan, dan suatu unsur tertentu masuk ke permukaan benda kerja pada suhu tinggi disebut perlakuan panas kimia, seperti nitridasi dan karburasi.
7. Elektroforesis
Sebagai elektroda, benda kerja dimasukkan ke dalam cat konduktif yang larut dalam air atau emulsi air, dan membentuk sirkuit dengan elektroda lain di dalam cat. Di bawah pengaruh medan listrik, larutan pelapis telah terdisosiasi menjadi ion resin bermuatan, kation berpindah ke katoda, dan anion berpindah ke anoda. Ion resin bermuatan ini, bersama dengan partikel pigmen yang teradsorpsi, dielektroforesis ke permukaan benda kerja untuk membentuk lapisan. Proses ini disebut elektroforesis.
8. Penyemprotan Elektrostatis
Di bawah aksi medan listrik tegangan tinggi DC, partikel cat bermuatan negatif yang diatomisasi diarahkan untuk terbang ke benda kerja bermuatan positif untuk mendapatkan lapisan cat, yang disebut penyemprotan statis.
Waktu posting: 12 Sep-2021