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金属蚀刻工艺流程

湖北快3走势图发表于2017-08-12


  1. (一)金属蚀刻工艺流程

      金属的种类不同,其蚀刻的工艺流程也不同,但大致的工序如下:金属蚀刻板→除油→水洗→浸蚀→水洗→干燥→丝网印刷→千燥→水浸2~3min→蚀刻图案文字→水洗→除墨→水洗→酸洗→水洗→电解抛光→水洗→染色或电镀→水洗→热水洗→干燥→软布抛(擦光)光→喷涂透明漆→干燥→检验→成品包装。

       1.蚀刻前处理

      在金属蚀刻之前的工序都是前处理,它是保证丝印油墨与金属面具有良好附着力的关键工序,因此必须要彻底清除金属蚀刻表面的油污及氧化膜。除油应根据工件的油污情况定出方案,最好在丝印前进行电解除油,保证除油的效果。除氧化膜也要根据金属的种类及膜厚的情况选用最好的浸蚀液,保证表面清洗干净。在丝网印刷前要干燥,如果有水分,也会影响油墨的附着力,而且影响后续图纹蚀刻的效果甚至走样,影响装饰效果。

       2.丝网印刷

      丝网印刷要根据印刷的需要制作标准图纹丝印网版。图纹装饰工序中,丝印主要起保护作用,涂感光胶时次数要多些,以便制得较厚的丝网模版,这样才使得遮盖性能好,蚀刻出的图纹清晰度高。丝网版的胶膜在光的作用下,产生光化学反应,使得光照部分交联成不溶于水的胶膜,而未被光照部分被水溶解而露出丝网空格,从而在涂有胶膜丝网版上光刻出符合黑白正阳片图案的漏网图纹。

      把带有图纹的丝印网版固定在丝网印刷机上,采用碱溶性耐酸油墨,在金属板上印制出所需要的图纹,经干燥后即可进行蚀刻。

      3.蚀刻后处理

      蚀刻后必须除去丝印油墨。一般的耐酸油墨易溶于碱中。将蚀刻板浸入40~60g/L的氢氧化钠溶液中,温度50~80℃,浸渍数分钟即可退去油墨。退除后,如果要求光亮度高,可进行抛光,然后进行染色,染色后为了防止变色及增加耐磨、耐蚀性,可以喷涂透明光漆。对于一些金属本身是耐蚀性能好而且不染色的,也可以不涂透明漆,要根据实际需要而定。

     

    (二)化学蚀刻溶液配方及工艺条件 

      蚀刻不同的金属要采用不同的溶液配方及工艺条件,常用金属材料的蚀刻溶液配方及工艺条件见下表

      金属化学蚀刻溶液的配方及工艺条件

       溶液成分及工艺条件

    溶液成分及工艺条件

    1

    2

    2

    4

    5

    氯化铁(FeCl3)/(g/L)
    盐酸(HCl)/(g/L)
    氢氟酸(HF)/(mL/L)
    磷酸(H3P04)/(g/L)
    硫酸铜(CuS04)/(g/L)
    硫酸(HzS04)/(g/L)
    硝酸(HN03)/(g/L)
    蚀刻加速剂/(g/L)
    煤油/(g/L)
    溶液温度/
    处理时间/min
    适用材料

    800~900

    100~120mL/L

    80~120

    5~8(平整剂)

    20~50

    15~25

    钢铁

    450~560

    5~10mL/L

    少量

    20~50

    模具钢

    600~800

    80~120

    20~30

    80~100

    10~45

    15~20不锈钢

    600~650湖北快3走势图

    90~100湖北快3走势图

    8~12

    15~50

    10~15

    铜合金

    450~550

    200~300

    10~20

    20~40

    10~20

    铸铝

     

    金属铜化学蚀刻溶液配方及工艺条件

    溶液成分及工艺条件

    1

    2

    3

    4

    硝酸(HN03)/(mL/L)

    硫酸(HzS04)/(mL/L)

    铬酐(Cr03)/(g/L)

    氯化钠(NaCl)/(g/L)

    溶液温度/

    蚀刻时问/min

    1000

    20

    45

    20~30

    15~20

    1000

    40~50

    60~80

    10~15

    50

    400湖北快3走势图

    20~30

    15~20

    50

    900~1000

    10~20

    60~80

    10~15

     

    (三)工艺操作条件的影响

      蚀刻是金属板模图纹装饰过程中的关键,要想得到条纹清晰、装饰性很强的图纹制品,必须注意控制好蚀刻工艺的条件。主要是蚀刻溶液的温度和蚀刻时间。溶液温度稍高,可以提高金属溶解的速度,也就是蚀刻的速度,缩短蚀刻所需要的时间,但是蚀刻溶液一般都是强酸液,强酸液在温度高的情况下腐蚀性强,容易使防护的涂层或耐蚀油墨软化甚至溶解,使金属非蚀刻部位的耐蚀层附着力下降,导致在蚀刻和非蚀刻交界处的耐蚀涂层脱落或溶化,使蚀刻图纹模糊走样,影响图纹的美观真实和装饰效果,因此温度不宜超过45℃。同样,如果蚀刻的时间太长,特别是蚀刻液温度较高的情况下,耐蚀油墨或防护涂层浸渍时间过长,也同样起到上述的副作用和不良后果,因此时间控制上也要适当,不能浸得太久,一般不宜超过20~25min。

        

    (四)化学蚀刻图纹装饰实例

      1.装饰用的材料

      装饰用的金属板材:普通钢材、不锈钢、铜及铜合金、铝及铝合金等,以不锈钢板为例说明,板厚l~3mm。

      化工原料:丝印感光胶,耐酸油墨有99-956型和99-200K型等,其他为常用化学化工药品。

      2.工艺流程

        不锈钢板→除油→水洗→干燥→丝网印刷→干燥→水浸→蚀刻图纹叶(片)水洗→除墨→水洗→抛光→水洗→着色→水洗叶(片)硬化处理→封闭处理→清洗叶(片)干燥→检验→产品。

      3.具体操作及注意事项

      (1)除油除油是为了使丝印油墨与板材有良好的附着力,所以金属板在印前必须彻底把油除干净。除油的方法很多,可以根据情况及需要选择,例如采用常规的化学除油、表面活性剂除油,甚至电解除油、超声除油等,也可以选用商品的专用除油剂。彻底清洗干净后,经干燥再转入丝网印刷。

      (2)丝网印刷选用l50目不锈钢、聚酯或尼龙单丝维网,用绷网机固定在网框上,再用上浆器刮涂DH重氮型感光胶,涂覆2~3次,涂膜干燥后,将拍摄好的图纹黑白胶片附着在涂膜丝网上,经曝光、显影后,即制得丝印模板,然后再将不锈钢板、图纹模板固定在丝网印刷机对应位置上,采用碱溶性的耐酸油墨,印上所需要的图纹,自然干燥(或烘干)。如果烘烤,则温度不宜过高及时间不宜过长,否则油墨的碱溶性降低,到除油墨时,不易清除干净。一般情况下,自然干燥1h。烘干为55~60℃,4~5min。

      (3)图纹蚀刻工艺图纹化学蚀刻溶液的配方及工艺条件如下:

    氯化铁(FeCl3)

    650~800g/L

    蚀刻加速剂

    85~lO0g/L

    盐酸(HCl,38%)

    85~120g/L

    蚀刻液温度

    10~45℃

    磷酸(H3P04)

    20~30g/L

    浸渍时间

    l5~25min

      在操作过程中要严格控制溶液的温度和时间。温度过高、时间过长,油墨与板面的附着力下降,在蚀刻与非蚀刻处可能出现油墨的脱落,导致图纹模糊走样,影响蚀刻的精度和装饰效果。

      (4)蚀刻后除墨蚀刻后必须除去保护的碱溶性耐酸油墨。方法是浸入40~60g/LNaOH碱液中,温度控制在60~70℃,浸泡3~5min,以除干净油墨为准。然后用水冲表面的碱液至中性。(5)蚀刻后处理经蚀刻后的图纹不锈钢板经过除油墨及清洗干净后,可以根据用户的不同需要作如下附加装饰处理。

      ①对要求保留不锈钢原色及光泽的,经除油墨及清洗干净后,放进50%HN03(体积分数)和50%H20的溶液中浸泡l0~20min,作钝化处理,使不锈钢蚀刻图纹板获得新的保护膜,即可得装饰制品。

      ②对要求保留不锈钢原色,但光亮度要求更高、更光亮的,经除油墨及洗净后,先进行电解抛光,然后再表面钝化。

      电解抛光的溶液配方及工艺条件如下:

    柠檬酸

    50%~70%

    溶液温度

    40~60℃

    硫酸

    20%~l5%

    电流密度

    15~30A/dm2

    10%~25%

    抛光时间

    5~lOmin

    阴极材料

    铅板

      ③为了提高制品的装饰性,有些用户要求改变原有不锈钢的颜色。对此,不锈钢经蚀刻图纹及清除干净表面的油墨后,先进行电解抛光,然后化学着色或电解着色,着色后必须对着色膜进行硬化处理及封闭处理,最后得到所需的装饰制品。化学着色溶液的配方及工艺条件如下:

    硫酸(H2S04)

    270~300g/L

    溶液温度

    65~80℃湖北快3走势图

    铬酐(Cr03)湖北快3走势图

    450~500g/L

    处理时间

    由蓝色→橙色→金黄

    (NH4)6Mo70244H20

    40~50g/L

    色一绿色,颜色随时间变化

      化学着色后要进行硬化处理(或固膜)以便稳定着色膜,改善着色膜的质量及耐磨性。硬化处理的溶液配方及工艺条件如下:

    重铬酸钾(K2Cr207)

    10~20g/L

    溶液温度

    65~80℃

    氢氧化钠(NaOH)

    3~5g/L

    处理时间

    2~3min

    溶液pH

    6.5~7.5

      着色膜经上述硬化(固膜)处理后,硬度、耐磨、耐蚀性都已提高,但膜层有孔隙,需要进一步进行封孔处理。如果着色膜本身质量好、硬度高,可以不必进行硬化处理,但必须进行封孔处理。封孔处理液的成分及工艺条件如下:

    硅酸钠(Na2Si03)

    10g/L

    溶液温度

    l00℃

    沸腾十二烷基苯磺酸钠

    2~5g/L

    处理时间

    4~6m湖北快3走势图

      除了化学着色外,也可以用电解法着色,电解着色溶液的配方及工艺条件如下:

    铬酐(Cr03) 80~260g/L 电流密度 0.05~0.10A/dm2

    硫酸(H2S04) 25%(体积分数) 着色时间 l0~30min

    溶液温度 70~90℃

      本着色溶液在着色过程中,工艺条件对颜色有较大影响。首先是硫酸对铬酐的浓度比例对颜色的影响,铬酐浓度高时,为金黄色,浓度再高,则变成紫红色。温度对着色的影响为:温度升高,色泽逐渐加深。着色时间的影响为:5min便开始着色,随着时间的增加,颜色加深,20min后色泽基本稳定。电流密度对着色的影响为:0.03A/dm2时,为玫瑰色,0。05A/din2时,则为l8K金色。

      电解着色后同样需要进行硬化处理,硬化处理可以用化学法(上述举例),也可以用电解法。电解法硬化处理的溶液配方及工艺条件如下:

    铬酐(Cr03)

    240~280g/L

    阴极电流密度

    0。2~1。0A/dm2湖北快3走势图

    硫酸(H2S04)

    2~3g/L

    阳极材料

    铅或铅锑合金湖北快3走势图

    溶液温度

    50~55℃

    处理时间

    10~15min

      硬化处理后,同样要进行封闭,在沸腾的硅酸钠溶液中煮5min,取出清洗、干燥,便可得到各种色泽的图纹装饰板。


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