金屬蝕刻工藝流程詳解_技術資料-機械專家網-機械行業最具權威的
(一)金屬蝕刻工藝流程
金屬的種類不同,其蝕刻的工藝流程也不同,但大致的工序如下:金屬蝕刻板→除油→水洗→浸蝕→水洗→干燥→絲網印刷→千燥→水浸2~3min→蝕刻圖案文字→水洗→除墨→水洗→酸洗→水洗→電解拋光→水洗→染色或電鍍→水洗→熱水洗→干燥→軟布拋(擦光)光→噴涂透明漆→干燥→檢驗→成品包裝。
1.蝕刻前處理
在金屬蝕刻之前的工序都是前處理,它是保證絲印油墨與金屬面具有良好附著力的關鍵工序,因此必須要徹底清除金屬蝕刻表面的油污及氧化膜。除油應根據工件的油污情況定出方案,最好在絲印前進行電解除油,保證除油的效果。除氧化膜也要根據金屬的種類及膜厚的情況選用最好的浸蝕液,保證表面清洗干凈。在絲網印刷前要干燥,如果有水分,也會影響油墨的附著力,而且影響后續圖紋蝕刻的效果甚至走樣,影響裝飾效果。
2.絲網印刷
絲網印刷要根據印刷的需要制作標準圖紋絲印網版。圖紋裝飾工序中,絲印主要起保護作用,涂感光膠時次數要多些,以便制得較厚的絲網模版,這樣才使得遮蓋性能好,蝕刻出的圖紋清晰度高。絲網版的膠膜在光的作用下,產生光化學反應,使得光照部分交聯成不溶于水的膠膜,而未被光照部分被水溶解而露出絲網空格,從而在涂有膠膜絲網版上光刻出符合黑白正陽片圖案的漏網圖紋。
把帶有圖紋的絲印網版固定在絲網印刷機上,采用堿溶性耐酸油墨,在金屬板上印制出所需要的圖紋,經干燥后即可進行蝕刻。
3.蝕刻后處理
蝕刻后必須除去絲印油墨。一般的耐酸油墨易溶于堿中。將蝕刻板浸入40~60g/L的氫氧化鈉溶液中,溫度50~80℃,浸漬數分鐘即可退去油墨。退除后,如果要求光亮度高,可進行拋光,然后進行染色,染色后為了防止變色及增加耐磨、耐蝕性,可以噴涂透明光漆。對于一些金屬本身是耐蝕性能好而且不染色的,也可以不涂透明漆,要根據實際需要而定。
(二)化學蝕刻溶液配方及工藝條件
蝕刻不同的金屬要采用不同的溶液配方及工藝條件,常用金屬材料的蝕刻溶液配方及工藝條件見表6—4~表6-6。
表6-4金屬化學蝕刻溶液的配方及工藝條件
溶液成分及工藝條件 1 2 3 4 5
氯化鐵(FeCl3)/(g/L)
鹽酸(HCl)/(g/L)
氫氟酸(HF)/(mL/L)
磷酸(H3P04)/(g/L)
硫酸銅(CuS04)/(g/L)
硫酸(HzS04)/(g/L)
硝酸(HN03)/(g/L)
蝕刻加速劑/(g/L)
煤油/(g/L)
溶液溫度/℃
處理時間/min
適用材料 800~900
100~120mL/L
80~120
5~8(平整劑)
20~50
15~25
鋼鐵450~560
5~10mL/L
少量
20~50
模具鋼600~800
80~120
20~30
80~100
10~45
15~20
不銹鋼600~650
90~100
8~12
15~50
10~15
銅合金450~550
200~300
10~20
20~40
10~20
鑄鋁
表6-5金屬銅化學蝕刻溶液配方及工藝條件
溶液成分及工藝條件 1 2 3 4
硝酸(HN03)/(mL/L)
硫酸(HzS04)/(mL/L)
鉻酐(Cr03)/(g/L)
氯化鈉(NaCl)/(g/L)
溶液溫度/℃
蝕刻時問/min 1000
20
—
45
20~30
15~20 1000
40~50
60~80
10~15 —
—
50
400
20~30
15~20 50
900~1000
10~20
60~80
10~15
表6-6鋅鑄件化學蝕刻溶液配方及工藝條件
溶液成分及工藝條件 1 2 3
硝酸(HN03,65%)/(mL/L)
鹽酸(HCl,37%)/(9/L)
溶液溫度/C
處理時間 800~1000
20~30
根據蝕刻深度而定
210~240
20~30
根據蝕刻深度而定
150~300
25~50
根據蝕刻深度而定
(三)工藝操作條件的影響
蝕刻是金屬板模圖紋裝飾過程中的關鍵,要想得到條紋清晰、裝飾性很強的圖紋制品,必須注意控制好蝕刻工藝的條件。主要是蝕刻溶液的溫度和蝕刻時間。溶液溫度稍高,可以提高金屬溶解的速度,也就是蝕刻的速度,縮短蝕刻所需要的時間,但是蝕刻溶液一般都是強酸液,強酸液在溫度高的情況下腐蝕性強,容易使防護的涂層或耐蝕油墨軟化甚至溶解,使金屬非蝕刻部位的耐蝕層附著力下降,導致在蝕刻和非蝕刻交界處的耐蝕涂層脫落或溶化,使蝕刻圖紋模糊走樣,影響圖紋的美觀真實和裝飾效果,因此溫度不宜超過45℃。 同樣,如果蝕刻的時間太長,特別是蝕刻液溫度較高的情況下,耐蝕油墨或防護涂層浸漬時間過長,也同樣起到上述的副作用和不良后果,因此時間控制上也要適當,不能浸得太久,一般不宜超過20~25min。
(四)化學蝕刻圖紋裝飾實例
1.裝飾用的材料
裝飾用的金屬板材:普通鋼材、不銹鋼、銅及銅合金、鋁及鋁合金等,以不銹鋼板為例說明,板厚l~3mm。
化工原料:絲印感光膠(例如浙江昆山市化工涂料廠生產的DH重氮型),耐酸油墨有99-956型和99-200K型等一(廣東順德大良油墨廠產品),其他為常用化學化工藥品。
2.工藝流程
不銹鋼板→除油→水洗→干燥→絲網印刷→干燥→水浸→蝕刻圖紋葉(片)水洗→除墨→水洗→拋光→水洗→著色→水洗葉(片)硬化處理→封閉處理→清洗葉(片)干燥→檢驗→產品。
3.具體操作及注意事項
(1)除油 除油是為了使絲印油墨與板材有良好的附著力,所以金屬板在印前必須徹底把油除干凈。除油的方法很多,可以根據情況及需要選擇,例如采用常規的化學除油、表面活性劑除油,甚至電解除油、超聲除油等,也可以選用商品的專用除油劑。徹底清洗干凈后,經干燥再轉入絲網印刷。
(2)絲網印刷選用l50目不銹鋼、聚酯或尼龍單絲維網,用繃網機固定在網框上,再用上漿器刮涂DH重氮型感光膠,涂覆2~3次,涂膜干燥后,將拍攝好的圖紋黑白膠片附著在涂膜絲網上,經曝光、顯影后,即制得絲印模板,然后再將不銹鋼板、圖紋模板固定在絲網印刷機對應位置上,采用堿溶性的耐酸油墨,印上所需要的圖紋,自然干燥(或烘干)。如果烘烤,則溫度不宜過高及時間不宜過長,否則油墨的堿溶性降低,到除油墨時,不易清除干凈。一般情況下,自然干燥1h。烘干為55~60℃,4~5min。