CN105543921A - 用于印刷版辊生产的镀镍免打磨工艺 - Google Patents

用于印刷版辊生产的镀镍免打磨工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于印刷版辊生产的镀镍免打磨工艺，该工艺具体包括以下步骤：(1)将待镀镍的版辊进行打磨，控制版辊表面的粗糙度≤Rz0.3；(2)配制镍盐溶液，将打磨后的版辊半浸入镍盐溶液中，以金属镍块为阳极，浸入镍盐溶液中的版辊为阴极，先对镍盐溶液进行净化处理，再进行镀镍，控制镀镍时间为250-280秒；(3)将表面镀有镍层的版辊置于镍打磨槽中，旋转，并采用高压水冲洗30-45秒，再快速转移至铜槽中，即可进行后续的镀铜作业。与现有技术相比，本发明工艺步骤简单，条件容易控制，采用高压水冲洗，无需打磨，可实现自动化控制，而且经济成本低，能有效减少镀铜点，所得镀镍版辊质量稳定性好，具有很好的应用前景。

Description

用于印刷版辊生产的镀镍免打磨工艺
技术领域
本发明属于版辊加工技术领域，涉及用于印刷版辊生产的镀镍免打磨工艺。
背景技术
印刷版辊在生产加工过程中，需要进行镀镍工艺，而镀镍的作用主要目的是为了增强镀铜层结合力。而镀完镍后，在镀铜前必须进行镍打磨这个流程，主要有两点原因：1)镀镍都比较厚，大约需镀400-450秒的时间(如镍镀太薄，砂纸打磨很容易打磨掉)，这样会造成镍层表面有些镍瘤、镍渣等会随着电镀过程粘到镍层表面，如不打磨在镀铜后会产生成针孔、毛刺点等质量问题；2)防止镍层钝化，即为了防止镍层钝化必须尽快进行打磨。
然而，目前上述镀镍打磨工艺随能够满足正常的生产需求，但也存在以下技术缺陷：1)镍打磨技术人员需用砂纸对镍层进行抛光，而技术人员的技能高低就直接决定了版辊镀铜的效果，例如，打磨用力过大会造成镀铜产生毛刺点，而行走速度过快则会使得打磨不均匀，过慢又会造成镍层氧化而影响镀铜的结合力；2)由于版辊到打磨槽之后，技术人员需要在第一时间里对版辊进行人工打磨，这无疑会增加员工的劳动强度，生产效率低，经济成本高。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种操作简单，自动化程度高，能有效减少镍消耗量的用于印刷版辊生产的镀镍免打磨工艺。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
用于印刷版辊生产的镀镍免打磨工艺，该工艺具体包括以下步骤：
(1)将待镀镍的版辊进行打磨，控制版辊表面的粗糙度≤Rz0.3；
(2)配制镍盐溶液，将步骤(1)打磨后的版辊半浸入镍盐溶液中，以金属镍块为阳极，浸入镍盐溶液中的版辊为阴极，先对镍盐溶液进行净化处理，再进行镀镍，控制镀镍时间为250-280秒；
(3)待镀镍结束后，直接将表面镀有镍层的版辊置于镍打磨槽中，旋转，并采用高压水冲洗30-45秒，再快速转移至铜槽中，即可进行后续的镀铜作业。
步骤(2)所述的镍盐溶液的波美度控制为16-18°Be'。
所述的镍盐溶液中由硫酸镍、氯化镍及硼酸混合而成，并且所述的镍盐溶液中硫酸镍的质量浓度为200-220g/L，氯化镍的质量浓度为50-55g/L，硼酸的质量浓度为55-60g/L。其中，硫酸镍主要是提供Ni的来源，氯化镍有利于阳极镍溶解，并提高导电性，而硼酸则有利于镀层平滑及更具延性。
步骤(2)所述的版辊浸入镍盐溶液的面积与版辊总面积之比为0.5-0.7:1。
步骤(2)所述的阳极的面积与版辊浸入镍盐溶液的面积之比为1.5-2:1。
步骤(2)所述的净化处理方法为：在阳极上套设滤布袋，并采用活性炭过滤芯对镍盐溶液进行过滤，控制过滤时间为20-24小时，再进行电解除杂。
所述的活性炭过滤芯可以将镍盐溶液中的有机物杂质吸附除去。
所述的电解除杂的操作条件为：控制电压为0.1-0.5V，电流为50-60mA，电解时间为1-2小时。
所述的电解除杂主要用于除去镍盐溶液中残留的铜、铁等金属杂质，确保后续镀镍的顺利进行。
步骤(2)所述的镀镍的操作条件为：控制温度为40-43℃，电流密度为2-4A/dm2，溶液pH为4.2-4.6。
步骤(3)所述的高压水的冲洗压力为140-160bar。
本发明工艺前期准备时，若待镀镍的版辊表面有明显规律的纹路(如斜纹、马赛克、横纹、料伤、料道、针孔、钢疙瘩等缺陷)，在后续的镀铜作业中，铜层会沿纹路的不同方向进行结晶，导致铜层结合力不均匀，因此，在进行镀镍之间必须对待镀镍的版辊进行打磨，使得版辊表面光洁均匀，表面粗糙度控制在Rz0.3以内。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)在镀镍过程中，将镀镍的温度控制为40-43℃，可提高溶液中镍盐的溶解度和导电度，同时可以加速镍离子向阴极的扩散速度，可以减少镀层的内应力，镀层富有韧性，还可以使用较高的阴极电流效率，加快沉积速度和增加阴极电流效率；
2)将镀镍时间控制为250-280秒，相比于现有镀镍时间为450秒，本发明降低镀镍时间可有效减少镍杂质的吸附，降低间断效应，减少镍盐的耗费，并使得版辊上的镍层厚度较薄，经高压水冲洗后，可直接进行镀铜作业，无需打磨，省时省力；
3)采用波美度为16-18°Be'的镍盐溶液可有效提高电流密度，可加快沉积速度，进一步缩短镀镍时间；
4)工艺步骤简单，条件容易控制，采用高压水冲洗，无需打磨，可实现自动化控制，而且经济成本低，镍消耗量平均每平方消耗降低约0.015-0.02公斤，在减少员工劳动力的同时，还能有效减少因员工洗镍经验不足而造成的镀铜点，制得的镀镍版辊质量稳定性好，具有很好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
用于印刷版辊生产的镀镍免打磨工艺，该工艺具体包括以下步骤：
(1)将待镀镍的版辊进行打磨，控制版辊表面的粗糙度≤Rz0.3；
(2)配制镍盐溶液，将步骤(1)打磨后的版辊半浸入镍盐溶液中，以金属镍块为阳极，浸入镍盐溶液中的版辊为阴极，先对镍盐溶液进行净化处理，再进行镀镍，控制镀镍时间为250秒；
(3)待镀镍结束后，直接将表面镀有镍层的版辊置于镍打磨槽中，旋转，并采用高压水冲洗45秒，再快速转移至铜槽中，即可进行后续的镀铜作业。
步骤(2)所述的镍盐溶液的波美度控制为16°Be'。
所述的镍盐溶液中由硫酸镍、氯化镍及硼酸混合而成，并且所述的镍盐溶液中硫酸镍的质量浓度为220g/L，氯化镍的质量浓度为50g/L，硼酸的质量浓度为55g/L。
步骤(2)所述的版辊浸入镍盐溶液的面积与版辊总面积之比为0.5:1。
步骤(2)所述的阳极的面积与版辊浸入镍盐溶液的面积之比为1.5:1。
步骤(2)所述的净化处理方法为：在阳极上套设滤布袋，并采用活性炭过滤芯对镍盐溶液进行过滤，控制过滤时间为24小时，再进行电解除杂。
所述的电解除杂的操作条件为：控制电压为0.5V，电流为60mA，电解时间为1小时。
步骤(2)所述的镀镍的操作条件为：控制温度为40℃，电流密度为2A/dm2，溶液pH为4.2。
步骤(3)所述的高压水的冲洗压力为140bar。
实施例2：
用于印刷版辊生产的镀镍免打磨工艺，该工艺具体包括以下步骤：
(1)将待镀镍的版辊进行打磨，控制版辊表面的粗糙度≤Rz0.3；
(2)配制镍盐溶液，将步骤(1)打磨后的版辊半浸入镍盐溶液中，以金属镍块为阳极，浸入镍盐溶液中的版辊为阴极，先对镍盐溶液进行净化处理，再进行镀镍，控制镀镍时间为280秒；
(3)待镀镍结束后，直接将表面镀有镍层的版辊置于镍打磨槽中，旋转，并采用高压水冲洗30秒，再快速转移至铜槽中，即可进行后续的镀铜作业。
步骤(2)所述的镍盐溶液的波美度控制为18°Be'。
所述的镍盐溶液中由硫酸镍、氯化镍及硼酸混合而成，并且所述的镍盐溶液中硫酸镍的质量浓度为200g/L，氯化镍的质量浓度为55g/L，硼酸的质量浓度为60g/L。
步骤(2)所述的版辊浸入镍盐溶液的面积与版辊总面积之比为0.7:1。
步骤(2)所述的阳极的面积与版辊浸入镍盐溶液的面积之比为2:1。
步骤(2)所述的净化处理方法为：在阳极上套设滤布袋，并采用活性炭过滤芯对镍盐溶液进行过滤，控制过滤时间为20小时，再进行电解除杂。
所述的电解除杂的操作条件为：控制电压为0.1V，电流为50mA，电解时间为2小时。
步骤(2)所述的镀镍的操作条件为：控制温度为43℃，电流密度为4A/dm2，溶液pH为4.6。
步骤(3)所述的高压水的冲洗压力为160bar。
实施例3：
用于印刷版辊生产的镀镍免打磨工艺，该工艺具体包括以下步骤：
(1)将待镀镍的版辊进行打磨，控制版辊表面的粗糙度≤Rz0.3；
(2)配制镍盐溶液，将步骤(1)打磨后的版辊半浸入镍盐溶液中，以金属镍块为阳极，浸入镍盐溶液中的版辊为阴极，先对镍盐溶液进行净化处理，再进行镀镍，控制镀镍时间为260秒；
(3)待镀镍结束后，直接将表面镀有镍层的版辊置于镍打磨槽中，旋转，并采用高压水冲洗40秒，再快速转移至铜槽中，即可进行后续的镀铜作业。
步骤(2)所述的镍盐溶液的波美度控制为17°Be'。
所述的镍盐溶液中由硫酸镍、氯化镍及硼酸混合而成，并且所述的镍盐溶液中硫酸镍的质量浓度为210g/L，氯化镍的质量浓度为52g/L，硼酸的质量浓度为58g/L。
步骤(2)所述的版辊浸入镍盐溶液的面积与版辊总面积之比为0.6:1。
步骤(2)所述的阳极的面积与版辊浸入镍盐溶液的面积之比为1.8:1。
步骤(2)所述的净化处理方法为：在阳极上套设滤布袋，并采用活性炭过滤芯对镍盐溶液进行过滤，控制过滤时间为22小时，再进行电解除杂。
所述的电解除杂的操作条件为：控制电压为0.3V，电流为50mA，电解时间为2小时。
步骤(2)所述的镀镍的操作条件为：控制温度为42℃，电流密度为3A/dm2，溶液pH为4.5。
步骤(3)所述的高压水的冲洗压力为150bar。
实施例4：
用于印刷版辊生产的镀镍免打磨工艺，该工艺具体包括以下步骤：
(1)将待镀镍的版辊进行打磨，控制版辊表面的粗糙度≤Rz0.3；
(2)配制镍盐溶液，将步骤(1)打磨后的版辊半浸入镍盐溶液中，以金属镍块为阳极，浸入镍盐溶液中的版辊为阴极，先对镍盐溶液进行净化处理，再进行镀镍，控制镀镍时间为270秒；
(3)待镀镍结束后，直接将表面镀有镍层的版辊置于镍打磨槽中，旋转，并采用高压水冲洗43秒，再快速转移至铜槽中，即可进行后续的镀铜作业。
步骤(2)所述的镍盐溶液的波美度控制为18°Be'。
所述的镍盐溶液中由硫酸镍、氯化镍及硼酸混合而成，并且所述的镍盐溶液中硫酸镍的质量浓度为215g/L，氯化镍的质量浓度为54g/L，硼酸的质量浓度为57g/L。
步骤(2)所述的版辊浸入镍盐溶液的面积与版辊总面积之比为0.6:1。
步骤(2)所述的阳极的面积与版辊浸入镍盐溶液的面积之比为1.6:1。
步骤(2)所述的净化处理方法为：在阳极上套设滤布袋，并采用活性炭过滤芯对镍盐溶液进行过滤，控制过滤时间为21小时，再进行电解除杂。
所述的电解除杂的操作条件为：控制电压为0.2V，电流为58mA，电解时间为1.5小时。
步骤(2)所述的镀镍的操作条件为：控制温度为40℃，电流密度为3A/dm2，溶液pH为4.3。
步骤(3)所述的高压水的冲洗压力为145bar。

Claims (9)

1.用于印刷版辊生产的镀镍免打磨工艺，其特征在于，该工艺具体包括以下步骤：
(1)将待镀镍的版辊进行打磨，控制版辊表面的粗糙度≤Rz0.3；
(2)配制镍盐溶液，将步骤(1)打磨后的版辊半浸入镍盐溶液中，以金属镍块为阳极，浸入镍盐溶液中的版辊为阴极，先对镍盐溶液进行净化处理，再进行镀镍，控制镀镍时间为250-280秒；
(3)待镀镍结束后，直接将表面镀有镍层的版辊置于镍打磨槽中，旋转，并采用高压水冲洗30-45秒，再快速转移至铜槽中，即可进行后续的镀铜作业。
2.根据权利要求1所述的用于印刷版辊生产的镀镍免打磨工艺，其特征在于，步骤(2)所述的镍盐溶液的波美度控制为16-18°Be'。
3.根据权利要求2所述的用于印刷版辊生产的镀镍免打磨工艺，其特征在于，所述的镍盐溶液中由硫酸镍、氯化镍及硼酸混合而成，并且所述的镍盐溶液中硫酸镍的质量浓度为200-220g/L，氯化镍的质量浓度为50-55g/L，硼酸的质量浓度为55-60g/L。
4.根据权利要求1所述的用于印刷版辊生产的镀镍免打磨工艺，其特征在于，步骤(2)所述的版辊浸入镍盐溶液的面积与版辊总面积之比为0.5-0.7:1。
5.根据权利要求1所述的用于印刷版辊生产的镀镍免打磨工艺，其特征在于，步骤(2)所述的阳极的面积与版辊浸入镍盐溶液的面积之比为1.5-2:1。
6.根据权利要求1所述的用于印刷版辊生产的镀镍免打磨工艺，其特征在于，步骤(2)所述的净化处理方法为：在阳极上套设滤布袋，并采用活性炭过滤芯对镍盐溶液进行过滤，控制过滤时间为20-24小时，再进行电解除杂。
7.根据权利要求6所述的用于印刷版辊生产的镀镍免打磨工艺，其特征在于，所述的电解除杂的操作条件为：控制电压为0.1-0.5V，电流为50-60mA，电解时间为1-2小时。
8.根据权利要求1所述的用于印刷版辊生产的镀镍免打磨工艺，其特征在于，步骤(2)所述的镀镍的操作条件为：控制温度为40-43℃，电流密度为2-4A/dm2，溶液pH为4.2-4.6。
9.根据权利要求1所述的用于印刷版辊生产的镀镍免打磨工艺，其特征在于，步骤(3)所述的高压水的冲洗压力为140-160bar。
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