CN105397426A - 一种用于内衬纸浅压纹的版辊及其制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及凹印制版技术领域，具体涉及一种用于内衬纸浅压纹的版辊及其制作工艺，该制作工艺包括如下步骤：（1）选材；（2）制辊；（3）磨中高；（4）激光直雕：将得到的版辊放入激光雕刻机内，按设计好的图案进行激光雕刻；（5）打磨：对激光雕刻后的版辊进行打磨处理；（6）研磨：在版辊的表面均匀涂抹一层研磨砂，进行挤压研磨；（7）镀铬：在版辊的表面镀一层铬，制得用于内衬纸浅压纹的版辊。本发明的制作工艺采用激光直接雕刻，相比传统加工工艺节省了试刀、挂胶、腐蚀等生产工序，使一支版辊生产周期缩短了近一半的时间，提高了现有压纹生产的质量及生产效率。

Description

一种用于内衬纸浅压纹的版辊及其制作工艺
技术领域
本发明涉及凹印制版技术领域，具体涉及一种用于内衬纸浅压纹的版辊及其制作工艺。
背景技术
目前内衬纸压纹技术主要以机械挤压、刻膜腐蚀为主，具有以下不足：1、机械挤压技术生产的图案类型比较单一，无法满足市场多元化的需求；2、机械挤压在生产过程中调整挤压刀的压力比较难以掌握，通常情况下做一支版辊需要调整5-7次方能满足工艺需求，在调整过程中版辊边缘的10-30mm为试刀位，不能生产使用，而大部分客户要求有效压花面积到版边缘20mm左右，故机械挤压在生产过程中废品率比较高。
刻膜腐蚀有效的规避了机械挤压的问题及缺陷，但在生产过程中又衍生了新的问题，如刻膜腐蚀在生产过程中很难保证版辊的均匀性左中右的深度误差一般在10-20um，很难满足客户的需求。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种用于内衬纸浅压纹的版辊的制作工艺，该制作工艺采用激光直接雕刻，相比传统加工工艺节省了试刀、挂胶、腐蚀等生产工序，使一支版辊生产周期缩短了近一半的时间，提高了现有压纹生产的质量及生产效率。
本发明的另一目的在于提供一种用于内衬纸浅压纹的版辊，该版辊可用于内衬纸浅压纹印刷，印刷效率高，生产成本低。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种用于内衬纸浅压纹的版辊的制作工艺，包括如下步骤：
（1）选材：选取经过热处理的Cr2系列冷轧辊用钢作为辊体；
（2）制辊：将辊体进行粗加工处理；
（3）磨中高：采用前后左右可同时进刀的万能磨床将粗加工处理后的辊体进行磨中高，得到版辊；
（4）激光直雕：将得到的版辊放入激光雕刻机内，按设计好的图案进行激光雕刻；
（5）打磨：对激光雕刻后的版辊进行打磨处理；
（6）研磨：在版辊的表面均匀涂抹一层研磨砂，进行挤压研磨；
（7）镀铬：在版辊的表面镀一层铬，制得用于内衬纸浅压纹的版辊。
本发明的制作工艺采用大功率的光纤激光雕刻，可持续输出稳定功率，在钢辊上直接雕刻，雕刻工艺全部采用数据化控制，雕刻版辊左、中、右深度误差可控制在±2um范围内。
本发明的制作工艺采用激光直接雕刻，相比传统加工工艺节省了试刀、挂胶、腐蚀等生产工序，使一支版辊生产周期缩短了近一半的时间，提高了现有压纹生产的质量及生产效率。
优选的，所述步骤（1）中，选取经过热处理的9Cr2Mo圆钢作为辊体，辊体的硬度为62-65HRC，热处理的条件为：淬火温度840-860℃，回火温度130-150℃。
本发明通过选取经过热处理的9Cr2Mo圆钢作为辊体，并控制其硬度为62-65HRC，热处理的条件为：淬火温度840-860℃，回火温度130-150℃，制得的版辊硬度高，同心度好，表面粗糙度小。
优选的，所述步骤（2）中，粗加工时，辊体的同心度控制在5-10μm，动平衡控制在10-30g，表面粗糙度控制在RA0.1-0.2。
本发明通过将辊体的同心度控制在5-10μm，动平衡控制在10-30g，表面粗糙度控制在RA0.1-0.2，制得的版辊印刷效果好，印刷效率高，生产成本低。
优选的，所述步骤（3）中，磨中高的单次进刀量控制在5-10μm，中高尺寸控制在6s±5μm。
本发明通过将磨中高的单次进刀量控制在5-10μm，中高尺寸控制在6s±5μm，制得的版辊印刷效果好，印刷效率高，生产成本低。
优选的，所述步骤（4）中，设计好的图案采用输出分辨率为1000-2000L/cm的高分辨率图像，激光雕刻的雕刻宽度为5-10μm。
本发明通过采用输出分辨率为1000-2000L/cm的高分辨率图像，并将激光雕刻的雕刻宽度控制在5-10μm，在印刷前能很好的还原实木图文，有效的控制产品质量，打样效果直接达到印刷水平。
优选的，所述步骤（4）中，激光雕刻的参数为：电机功率为30-50W，版辊转速为700-900r/min，雕刻时间为1-3h，焦距为20-24mm。
本发明通过将电机功率控制在30-50W，版辊转速控制在700-900r/min，雕刻时间控制在1-3h，焦距控制在20-24mm，其雕刻效果好，制得的版辊印刷效果好。
激光雕刻后形成的网穴的横截面呈“凵”字型、“凸”字型或“V”字型。
激光雕刻后形成的网穴的横截面呈“凵”字型时，可以得到2D效果的印刷图案，呈“凸”字型时，可以得到呈2.5D效果的图案，呈“V”字型时，可以得到3D效果的图案。本发明通过采用上述结构，得到的网穴着墨量大，成产效率高，成本低。
优选的，所述步骤（5）具体为：采用转速为1600-2000r/min、粗细为4-6s的铜丝刷对激光雕刻后的版辊进行打磨处理。
本发明通过采用转速为1600-2000r/min、粗细为4-6s的铜丝刷对激光雕刻后的版辊进行打磨处理，能有效的清理版辊在雕刻时所产生的残渣，使版辊的直径公差、平行度公差及表面光洁度均达到要求。
优选的，所述步骤（6）中，研磨砂的粒径为400-800目，版辊转速为40-60r/min，研磨时间为3-5h。
本发明通过将研磨砂的粒径控制在400-800目，版辊转速控制在40-60r/min，研磨时间控制在3-5h，可以使版辊表面更加光滑，确保在压纹生产过程中不会夹纸。
优选的，所述步骤（7）中具体为：将辊体放入装有镀铬液的电镀槽中进行电镀，电流密度为28-32ASF，电镀温度为50-60℃，电镀时间为5-30min，维氏硬度为800-900Hv，镀得铜铬层的厚度为8-12μm。
本发明通过将电流密度控制在28-32ASF，电镀温度控制在50-60℃，电镀时间控制在5-30min，维氏硬度控制在800-900Hv，镀得铜铬层的厚度控制在8-12μm，得到的镀铬层有很高的硬度及高度的耐磨性和化学稳定性。
所述镀铬液包括以下重量份的原料：铬酸酐180-220份、氟化钠1-5份、溴酸钾2-6份、硫酸1.8-2.2份和CF-2022-5份；铬酸酐与硫酸的重量比为100:1-1.3；镀铬液的pH值为1-2；电镀的阳极材料为锡含量在20％-50％、银含量在0.5%-1.5%的铅锡银合金。
铬酸酐的用量对镀铬层的硬度有较大影响，在其它工艺条件相同的时候，铬酸酐浓度低时硬度高；但铬酸酐浓度低时，镀铬液变化快，不稳定。
在正常的镀铬工艺规范中，铬酸酐与硫酸的重量比应该保持在100：1，本发明采用的铬酸酐与硫酸的重量比为100:1~1.3，在其它浓度不变时，提高硫酸含量，铬层的硬度也相应增高；但在二者比值为100：1.4时，再提高硫酸含量硬度值又会下降。
CF-202为稀土镀铬添加剂，在金属表面处理工艺中，能优化工艺，改善质量，降低综合成本，效果十分明显，深得广大用户的认可和青睐。兼有除杂功能，减少镀铬故障，稳定低铬镀铬，深镀能力极佳。
在正常温度下，铬层硬度随着电流密度的增加而提高，当电流密度达到一定极限时硬度趋向稳定。
在较高温度（50～60℃）下，由稀溶液镀出的铬层比由浓镀液镀出的铬层硬度高15～20％；在较低温度（35～45℃）下，由稀溶液镀出的铬层比由浓镀液镀出的铬层硬度没有多大差别。
本发明的另一目的通过下述技术方案实现：一种用于内衬纸浅压纹的版辊，所述版辊根据上述所述的制作工艺制得。
本发明的版辊可用于内衬纸浅压纹印刷，印刷效率高，生产成本低。
本发明的有益效果在于：本发明的制作工艺采用大功率的光纤激光雕刻，可持续输出稳定功率，在钢辊上直接雕刻，雕刻工艺全部采用数据化控制，雕刻版辊左、中、右深度误差可控制在±2um范围内。
本发明的制作工艺采用激光直接雕刻，相比传统加工工艺节省了试刀、挂胶、腐蚀等生产工序，使一支版辊生产周期缩短了近一半的时间，提高了现有压纹生产的质量及生产效率。
本发明的版辊可用于内衬纸浅压纹印刷，印刷效率高，生产成本低。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种用于内衬纸浅压纹的版辊的制作工艺，包括如下步骤：
（1）选材：选取经过热处理的Cr2系列冷轧辊用钢作为辊体；
（2）制辊：将辊体进行粗加工处理；
（3）磨中高：采用前后左右可同时进刀的万能磨床将粗加工处理后的辊体进行磨中高，得到版辊；
（4）激光直雕：将得到的版辊放入激光雕刻机内，按设计好的图案进行激光雕刻；
（5）打磨：对激光雕刻后的版辊进行打磨处理；
（6）研磨：在版辊的表面均匀涂抹一层研磨砂，进行挤压研磨；
（7）镀铬：在版辊的表面镀一层铬，制得用于内衬纸浅压纹的版辊。
所述步骤（1）中，选取经过热处理的9Cr2Mo圆钢作为辊体，辊体的硬度为62HRC，热处理的条件为：淬火温度840℃，回火温度130℃。
所述步骤（2）中，粗加工时，辊体的同心度控制在5μm，动平衡控制在10g，表面粗糙度控制在RA0.1。
所述步骤（3）中，磨中高的单次进刀量控制在5μm，中高尺寸控制在6s±1μm。
所述步骤（4）中，设计好的图案采用输出分辨率为1000L/cm的高分辨率图像，激光雕刻的雕刻宽度为5μm。
所述步骤（4）中，激光雕刻的参数为：电机功率为30W，版辊转速为700r/min，雕刻时间为1h，焦距为20mm；激光雕刻后形成的网穴的横截面呈“凵”字型。
所述步骤（5）具体为：采用转速为1600r/min、粗细为4s的铜丝刷对激光雕刻后的版辊进行打磨处理。
所述步骤（6）中，研磨砂的粒径为400目，版辊转速为40r/min，研磨时间为3h。
所述步骤（7）中具体为：将辊体放入装有镀铬液的电镀槽中进行电镀，电流密度为28ASF，电镀温度为50℃，电镀时间为5min，维氏硬度为800Hv，镀得铜铬层的厚度为8μm；所述镀铬液包括以下重量份的原料：铬酸酐180份、氟化钠1份、溴酸钾2份、硫酸1.8份和CF-2022份；铬酸酐与硫酸的重量比为100:1；镀铬液的pH值为1；电镀的阳极材料为锡含量在20％、银含量在0.5%的铅锡银合金。
本发明的制作工艺采用大功率的光纤激光雕刻，可持续输出稳定功率，在钢辊上直接雕刻，雕刻工艺全部采用数据化控制，雕刻版辊左、中、右深度误差可控制在±2um范围内。
本发明的制作工艺采用激光直接雕刻，相比传统加工工艺节省了试刀、挂胶、腐蚀等生产工序，使一支版辊生产周期缩短了近一半的时间，提高了现有压纹生产的质量及生产效率。
一种用于内衬纸浅压纹的版辊，所述版辊根据上述所述的制作工艺制得。
本发明的版辊可用于内衬纸浅压纹印刷，印刷效率高，生产成本低。
实施例2
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
所述步骤（1）中，选取经过热处理的9Cr2Mo圆钢作为辊体，辊体的硬度为63HRC，热处理的条件为：淬火温度845℃，回火温度135℃。
所述步骤（2）中，粗加工时，辊体的同心度控制在6μm，动平衡控制在15g，表面粗糙度控制在RA0.2。
所述步骤（3）中，磨中高的单次进刀量控制在6μm，中高尺寸控制在6s±2μm。
所述步骤（4）中，设计好的图案采用输出分辨率为1200L/cm的高分辨率图像，激光雕刻的雕刻宽度为6μm。
所述步骤（4）中，激光雕刻的参数为：电机功率为35W，版辊转速为750r/min，雕刻时间为1.5h，焦距为21mm；激光雕刻后形成的网穴的横截面呈“凸”字型。
所述步骤（5）具体为：采用转速为17000r/min、粗细为5s的铜丝刷对激光雕刻后的版辊进行打磨处理。
所述步骤（6）中，研磨砂的粒径为500目，版辊转速为45r/min，研磨时间为3.5h。
所述步骤（7）中具体为：将辊体放入装有镀铬液的电镀槽中进行电镀，电流密度为29ASF，电镀温度为52℃，电镀时间为10min，维氏硬度为820Hv，镀得铜铬层的厚度为9μm；所述镀铬液包括以下重量份的原料：铬酸酐190份、氟化钠2份、溴酸钾3份、硫酸1.9份和CF-2023份；铬酸酐与硫酸的重量比为100:1.1；镀铬液的pH值为1.5；电镀的阳极材料为锡含量在30％、银含量在0.8%的铅锡银合金。
实施例3
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
所述步骤（1）中，选取经过热处理的9Cr2Mo圆钢作为辊体，辊体的硬度为64HRC，热处理的条件为：淬火温度850℃，回火温度140℃。
所述步骤（2）中，粗加工时，辊体的同心度控制在8μm，动平衡控制在20g，表面粗糙度控制在RA0.1。
所述步骤（3）中，磨中高的单次进刀量控制在8μm，中高尺寸控制在6s±3μm。
所述步骤（4）中，设计好的图案采用输出分辨率为1500L/cm的高分辨率图像，激光雕刻的雕刻宽度为8μm。
所述步骤（4）中，激光雕刻的参数为：电机功率为40W，版辊转速为800r/min，雕刻时间为2h，焦距为22mm；激光雕刻后形成的网穴的横截面呈“V”字型。
所述步骤（5）具体为：采用转速为1800r/min、粗细为5s的铜丝刷对激光雕刻后的版辊进行打磨处理。
所述步骤（6）中，研磨砂的粒径为600目，版辊转速为50r/min，研磨时间为4h。
所述步骤（7）中具体为：将辊体放入装有镀铬液的电镀槽中进行电镀，电流密度为30ASF，电镀温度为55℃，电镀时间为15min，维氏硬度为850Hv，镀得铜铬层的厚度为10μm；所述镀铬液包括以下重量份的原料：铬酸酐200份、氟化钠3份、溴酸钾4份、硫酸2份和CF-2024份；铬酸酐与硫酸的重量比为100:1.2；镀铬液的pH值为1.5；电镀的阳极材料为锡含量在35％、银含量在1%的铅锡银合金。
实施例4
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
所述步骤（1）中，选取经过热处理的9Cr2Mo圆钢作为辊体，辊体的硬度为64HRC，热处理的条件为：淬火温度855℃，回火温度145℃。
所述步骤（2）中，粗加工时，辊体的同心度控制在9μm，动平衡控制在25g，表面粗糙度控制在RA0.2。
所述步骤（3）中，磨中高的单次进刀量控制在9μm，中高尺寸控制在6s±4μm。
所述步骤（4）中，设计好的图案采用输出分辨率为1800L/cm的高分辨率图像，激光雕刻的雕刻宽度为9μm。
所述步骤（4）中，激光雕刻的参数为：电机功率为45W，版辊转速为850r/min，雕刻时间为2.5h，焦距为23mm；激光雕刻后形成的网穴的横截面呈“凵”字型。
所述步骤（5）具体为：采用转速为1900r/min、粗细为5s的铜丝刷对激光雕刻后的版辊进行打磨处理。
所述步骤（6）中，研磨砂的粒径为700目，版辊转速为55r/min，研磨时间为4.5h。
所述步骤（7）中具体为：将辊体放入装有镀铬液的电镀槽中进行电镀，电流密度为31ASF，电镀温度为58℃，电镀时间为25min，维氏硬度为880Hv，镀得铜铬层的厚度为11μm；所述镀铬液包括以下重量份的原料：铬酸酐210份、氟化钠4份、溴酸钾5份、硫酸2.1份和CF-2025份；铬酸酐与硫酸的重量比为100:1.2；镀铬液的pH值为1.5；电镀的阳极材料为锡含量在40％、银含量在1.2%的铅锡银合金。
实施例5
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
所述步骤（1）中，选取经过热处理的9Cr2Mo圆钢作为辊体，辊体的硬度为65HRC，热处理的条件为：淬火温度860℃，回火温度150℃。
所述步骤（2）中，粗加工时，辊体的同心度控制在10μm，动平衡控制在10g，表面粗糙度控制在RA0.1。
所述步骤（3）中，磨中高的单次进刀量控制在10μm，中高尺寸控制在6s±5μm。
所述步骤（4）中，设计好的图案采用输出分辨率为2000L/cm的高分辨率图像，激光雕刻的雕刻宽度为10μm。
所述步骤（4）中，激光雕刻的参数为：电机功率为50W，版辊转速为900r/min，雕刻时间为3h，焦距为24mm；激光雕刻后形成的网穴的横截面呈“V”字型。
所述步骤（5）具体为：采用转速为2000r/min、粗细为6s的铜丝刷对激光雕刻后的版辊进行打磨处理。
所述步骤（6）中，研磨砂的粒径为800目，版辊转速为60r/min，研磨时间为5h。
所述步骤（7）中具体为：将辊体放入装有镀铬液的电镀槽中进行电镀，电流密度为32ASF，电镀温度为60℃，电镀时间为30min，维氏硬度为900Hv，镀得铜铬层的厚度为12μm；所述镀铬液包括以下重量份的原料：铬酸酐220份、氟化钠5份、溴酸钾6份、硫酸2.2份和CF-2025份；铬酸酐与硫酸的重量比为100:1.3；镀铬液的pH值为2；电镀的阳极材料为锡含量在50％、银含量在1.5%的铅锡银合金。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于内衬纸浅压纹的版辊的制作工艺，其特征在于：包括如下步骤：
（1）选材：选取经过热处理的Cr2系列冷轧辊用钢作为辊体；
（2）制辊：将辊体进行粗加工处理；
（3）磨中高：采用前后左右可同时进刀的万能磨床将粗加工处理后的辊体进行磨中高，得到版辊；
（4）激光直雕：将得到的版辊放入激光雕刻机内，按设计好的图案进行激光雕刻；
（5）打磨：对激光雕刻后的版辊进行打磨处理；
（6）研磨：在版辊的表面均匀涂抹一层研磨砂，进行挤压研磨；
（7）镀铬：在版辊的表面镀一层铬，制得用于内衬纸浅压纹的版辊。
2.根据权利要求1所述的一种用于内衬纸浅压纹的版辊的制作工艺，其特征在于：所述步骤（1）中，选取经过热处理的9Cr2Mo圆钢作为辊体，辊体的硬度为62-65HRC，热处理的条件为：淬火温度840-860℃，回火温度130-150℃。
3.根据权利要求1所述的一种用于内衬纸浅压纹的版辊的制作工艺，其特征在于：所述步骤（2）中，粗加工时，辊体的同心度控制在5-10μm，动平衡控制在10-30g，表面粗糙度控制在RA0.1-0.2。
4.根据权利要求1所述的一种用于内衬纸浅压纹的版辊的制作工艺，其特征在于：所述步骤（3）中，磨中高的单次进刀量控制在5-10μm，中高尺寸控制在6s±5μm。
5.根据权利要求1所述的一种用于内衬纸浅压纹的版辊的制作工艺，其特征在于：所述步骤（4）中，设计好的图案采用输出分辨率为1000-2000L/cm的高分辨率图像，激光雕刻的雕刻宽度为5-10μm。
6.根据权利要求1所述的一种用于内衬纸浅压纹的版辊的制作工艺，其特征在于：所述步骤（4）中，激光雕刻的参数为：电机功率为30-50W，版辊转速为700-900r/min，雕刻时间为1-3h，焦距为20-24mm；激光雕刻后形成的网穴的横截面呈“凵”字型、“凸”字型或“V”字型。
7.根据权利要求1所述的一种用于内衬纸浅压纹的版辊的制作工艺，其特征在于：所述步骤（5）具体为：采用转速为1600-2000r/min、粗细为4-6s的铜丝刷对激光雕刻后的版辊进行打磨处理。
8.根据权利要求1所述的一种用于内衬纸浅压纹的版辊的制作工艺，其特征在于：所述步骤（6）中，研磨砂的粒径为400-800目，版辊转速为40-60r/min，研磨时间为3-5h。
9.根据权利要求1所述的一种用于内衬纸浅压纹的版辊的制作工艺，其特征在于：所述步骤（7）中具体为：将辊体放入装有镀铬液的电镀槽中进行电镀，电流密度为28-32ASF，电镀温度为50-60℃，电镀时间为5-30min，维氏硬度为800-900Hv，镀得铜铬层的厚度为8-12μm；所述镀铬液包括以下重量份的原料：铬酸酐180-220份、氟化钠1-5份、溴酸钾2-6份、硫酸1.8-2.2份和CF-2022-5份；铬酸酐与硫酸的重量比为100:1-1.3；镀铬液的pH值为1-2；电镀的阳极材料为锡含量在20％-50％、银含量在0.5%-1.5%的铅锡银合金。
10.一种用于内衬纸浅压纹的版辊，其特征在于：所述版辊根据权利要求1-9任一项所述的制作工艺制得。
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