CN109055935A - 一种高硬度铁皮盒的蚀刻加工工艺 - Google Patents

一种高硬度铁皮盒的蚀刻加工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高硬度铁皮盒的蚀刻加工工艺，包括：将高硬度铁皮的表面进行除油、水洗和干燥，再将感光胶均匀涂敷在单丝维网上，感光胶涂敷2‑3次，每次涂敷0.5‑1.0mm，涂敷完成后得到具有感光胶的单丝维网，将具有感光胶的单丝维网固定在网框机上，再将预处理的高硬度铁皮送入网框机中进行丝网印刷，丝网印刷的高硬度铁皮上版采用蚀刻液蚀刻丝网印刷形成的图案，蚀刻完成后碱洗，再浸入抛光液抛光，再进行染色，即完成蚀刻加工过程。本发明具有制备工艺简单以及蚀刻精度高的优点。

Description

一种高硬度铁皮盒的蚀刻加工工艺
技术领域
本发明涉及化学蚀刻工艺技术领域，具体涉及一种高硬度铁皮盒的蚀刻加工工艺。
背景技术
在产品包装过程中，相对于其他的纸盒包装而言，铁皮盒包装具有包装档次高、产品保护效果好的优点。现有技术中存在形式各样的铁皮盒产品。
铁皮蚀刻也称光化学金属蚀刻，其是指通过曝光制版、显影后，将金属蚀刻区域的保护膜去除，在金属蚀刻时接触化学溶液，达到溶解腐蚀的作用，形成凹凸或者镂空成型的效果。该工艺最早可用来制造铜版、锌版等印刷凹凸版，也广泛地被使用于减轻重量仪器镶板，铭牌及传统加工法难以加工的薄形工件等的加工；经过工艺不断改良发展，亦可以用于航空、机械、化学工业中电子薄片零件精密金属蚀刻产品的加工，特别在半导体制程上，铁皮蚀刻更是不可或缺的技术。
但是，现有的铁皮蚀刻工艺加工出来的产品往往具有精度不高的问题，不能满足某些高精度高质量产品的要求，且有的铁皮蚀刻工艺流程较为复杂。
基于以上技术问题，申请人对铁皮盒的蚀刻加工工艺进行分析，并对其加工工艺进行改良，从而使铁皮盒的蚀刻可达到高标准、高精度，使得铁皮包装盒产品可在各个场合应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高硬度铁皮盒的蚀刻加工工艺，解决了现有技术中蚀刻精度不高以及蚀刻工艺较为复杂的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
种高硬度铁皮盒的蚀刻加工工艺，包括如下步骤：
步骤一、将高硬度铁皮的表面进行除油、水洗和干燥，得到预处理的高硬度铁皮待用；
步骤二、将感光胶均匀涂敷在单丝维网上，感光胶涂敷2-3次，每次涂敷厚度为0.5-1.0mm，涂敷完成后得到具有感光胶的单丝维网，将具有感光胶的单丝维网固定在网框机上，再将步骤一中预处理的高硬度铁皮送入网框机中进行丝网印刷，得到丝网印刷的高硬度铁皮待用；
步骤三、将步骤二中得到的丝网印刷的高硬度铁皮上版采用蚀刻液蚀刻丝网印刷形成的图案，蚀刻完成后浸入45-60g/L的氢氧化钠水溶液中完成碱洗，再浸入抛光液中完成抛光，再进行染色，即完成蚀刻加工过程。
本发明的高硬度铁皮盒蚀刻加工工艺流程简单、操作方便、加工效率高，其通过合理安排加工步骤，保证金属蚀刻的加工精度，同时对蚀刻后的铁皮进行表面处理，优化铁皮盒的表面性能，可有效提高工作效率，降低能源消耗，实用性很高。
进一步地，所述步骤一中除油为化学除油、表面活性剂除油、电解除油和/或超声除油中的至少一种；所述步骤一中干燥温度为80-100℃，干燥时间为2-3h。先将铁皮进行除油、清洗和干燥，再进行丝网印刷，其中中丝网印刷工艺的饱和度高，印刷出来的效果非常好，利于后续的蚀刻工序。
进一步地，所述丝网的数目为80-120孔/cm，丝网的厚度为6-8mm，其通孔率为70-80%。
进一步地，所述步骤三中蚀刻液包括如下重量份的组分：浓硝酸5-8份，蚀刻添加剂0.3-0.5份，去离子水30-40份。
进一步地，所述蚀刻添加剂包括如下重量份的组分：非离子表面活性剂0.2-0.3份，稳定剂0.1-0.2份。蚀刻过程中在蚀刻液中不仅有硝酸还有表面活性剂和稳定剂，利于蚀刻工序的完成，在蚀刻过程中对上版温度和出版温度进行控制，蚀刻精度更高，铁皮表面更为均匀；蚀刻完成后进行碱洗和抛光，优化铁皮盒的表面性能。
进一步地，所述非离子表面活性剂为聚乙二醇、聚乙烯醚和/或聚氧乙烯醚中的至少一种；所述稳定剂为氨基硫脲。
进一步地，所述步骤三中抛光液包括如下重量份的组分：氢氟酸3-5份，过氧化氢15-20份，磷酸1-2份，硝酸1-2份，水75-80份。
进一步地，所述步骤三中蚀刻液的上版温度为35-36℃，出版温度为38-40℃，蚀刻时间为3-4min；所述步骤三中碱洗的温度为70-75℃，时间为3-5min；所述步骤三中抛光的温度为60-80℃，时间为2-5min。
本发明的有益效果是：
1.本发明的硬度铁皮盒蚀刻加工工艺流程简单、操作方便、加工效率高，其通过合理安排加工步骤，保证金属蚀刻的加工精度，同时对蚀刻后的铁皮进行表面处理，优化铁皮盒的表面性能，可有效提高工作效率，降低能源消耗，实用性很高；
2.先将铁皮进行除油、清洗和干燥，再进行丝网印刷，其中中丝网印刷工艺的饱和度高，印刷出来的效果非常好，利于后续的蚀刻工序；
3.蚀刻过程中在蚀刻液中不仅有硝酸还有表面活性剂和稳定剂，利于蚀刻工序的完成，在蚀刻过程中上版温度和出版温度控制，蚀刻精度更高，铁皮表面更为均匀；蚀刻完成后进行碱洗和抛光，优化铁皮盒的表面性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1
一种高硬度铁皮盒的蚀刻加工工艺，包括如下步骤：
步骤一、将高硬度铁皮的表面进行除油、水洗和干燥，得到预处理的高硬度铁皮待用；
步骤二、将感光胶均匀涂敷在单丝维网上，感光胶涂敷2次，每次涂敷厚度为1.0mm，涂敷完成后得到具有感光胶的单丝维网，将具有感光胶的单丝维网固定在网框机上，再将步骤一中预处理的高硬度铁皮送入网框机中进行丝网印刷，得到丝网印刷的高硬度铁皮待用；
步骤三、将步骤二中得到的丝网印刷的高硬度铁皮上版采用蚀刻液蚀刻丝网印刷形成的图案，蚀刻完成后浸入45g/L的氢氧化钠水溶液中完成碱洗，再浸入抛光液中完成抛光，再进行染色，即完成蚀刻加工过程。
具体地，所述步骤一中除油为化学除油；所述步骤一中干燥温度为80℃，干燥时间为3h。
具体地，所述丝网的数目为80-120孔/cm，丝网的厚度为6-8mm，其通孔率为70-80%。
具体地，所述步骤三中蚀刻液包括如下重量份的组分：浓硝酸5份，蚀刻添加剂0.3份，去离子水30份。
具体地，所述蚀刻添加剂包括如下重量份的组分：非离子表面活性剂0.2份，稳定剂0.1份。所述非离子表面活性剂为聚乙二醇；所述稳定剂为氨基硫脲。
具体地，所述步骤三中抛光液包括如下重量份的组分：氢氟酸3份，过氧化氢15份，磷酸1份，硝酸1份，水75份。
具体地，所述步骤三中蚀刻液的上版温度为35℃，出版温度为38℃，蚀刻时间为4min；所述步骤三中碱洗的温度为70℃，时间为5min；所述步骤三中抛光的温度为60℃，时间为5min。
上述实施例中制备得到蚀刻后的高硬度铁皮的蚀刻精度高，蚀刻部分边缘清晰、光滑，经过蚀刻后的高硬度铁皮盒的铁皮表面均匀，铁皮的性能未降低，蚀刻后的精品率为95.6%，残次品率为1.1%。
实施例2
一种高硬度铁皮盒的蚀刻加工工艺，包括如下步骤：
步骤一、将高硬度铁皮的表面进行除油、水洗和干燥，得到预处理的高硬度铁皮待用；
步骤二、将感光胶均匀涂敷在单丝维网上，感光胶涂敷3次，每次涂敷的厚度为0.5mm，涂敷完成后得到具有感光胶的单丝维网，将具有感光胶的单丝维网固定在网框机上，再将步骤一中预处理的高硬度铁皮送入网框机中进行丝网印刷，得到丝网印刷的高硬度铁皮待用；
步骤三、将步骤二中得到的丝网印刷的高硬度铁皮上版采用蚀刻液蚀刻丝网印刷形成的图案，蚀刻完成后浸入60g/L的氢氧化钠水溶液中完成碱洗，再浸入抛光液中完成抛光，再进行染色，即完成蚀刻加工过程。
具体地，所述步骤一中除油为表面活性剂除油；所述步骤一中干燥温度为100℃，干燥时间为2h。
具体地，所述丝网的数目为80-120孔/cm，丝网的厚度为6-8mm，其通孔率为70-80%。
具体地，所述步骤三中蚀刻液包括如下重量份的组分：浓硝酸8份，蚀刻添加剂0.5份，去离子水40份。
具体地，所述蚀刻添加剂包括如下重量份的组分：非离子表面活性剂0.3份，稳定剂0.2份。所述非离子表面活性剂为聚乙烯醚；所述稳定剂为氨基硫脲。
具体地，所述步骤三中抛光液包括如下重量份的组分：氢氟酸5份，过氧化氢20份，磷酸2份，硝酸2份，水80份。
具体地，所述步骤三中蚀刻液的上版温度为36℃，出版温度为40℃，蚀刻时间为3min；所述步骤三中碱洗的温度为75℃，时间为3min；所述步骤三中抛光的温度为80℃，时间为2min。
上述实施例中制备得到蚀刻后的高硬度铁皮的蚀刻精度高，蚀刻部分边缘清晰、光滑，经过蚀刻后的高硬度铁皮盒的铁皮表面均匀，铁皮的性能未降低，蚀刻后的精品率为95.0%，残次品率为1.2%。
实施例3
一种高硬度铁皮盒的蚀刻加工工艺，包括如下步骤：
步骤一、将高硬度铁皮的表面进行除油、水洗和干燥，得到预处理的高硬度铁皮待用；
步骤二、将感光胶均匀涂敷在单丝维网上，感光胶涂敷3次，每次涂敷厚度为0.8mm，涂敷完成后得到具有感光胶的单丝维网，将具有感光胶的单丝维网固定在网框机上，再将步骤一中预处理的高硬度铁皮送入网框机中进行丝网印刷，得到丝网印刷的高硬度铁皮待用；
步骤三、将步骤二中得到的丝网印刷的高硬度铁皮上版采用蚀刻液蚀刻丝网印刷形成的图案，蚀刻完成后浸入50g/L的氢氧化钠水溶液中完成碱洗，再浸入抛光液中完成抛光，再进行染色，即完成蚀刻加工过程。
具体地，所述步骤一中除油为化学除油；所述步骤一中干燥温度为85℃，干燥时间为2.5h。
具体地，所述丝网的数目为80-120孔/cm，丝网的厚度为6-8mm，其通孔率为70-80%。
具体地，所述步骤三中蚀刻液包括如下重量份的组分：浓硝酸6份，蚀刻添加剂0.4份，去离子水32份。
具体地，所述蚀刻添加剂包括如下重量份的组分：非离子表面活性剂0.2份，稳定剂0.2份。所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯醚；所述稳定剂为氨基硫脲。
具体地，所述步骤三中抛光液包括如下重量份的组分：氢氟酸4份，过氧化氢16份，磷酸1.5份，硝酸1.5份，水77份。
具体地，所述步骤三中蚀刻液的上版温度为36℃，出版温度为39℃，蚀刻时间为4min；所述步骤三中碱洗的温度为72℃，时间为4min；所述步骤三中抛光的温度为65℃，时间为3min。
上述实施例中制备得到蚀刻后的高硬度铁皮的蚀刻精度高，蚀刻部分边缘清晰、光滑，经过蚀刻后的高硬度铁皮盒的铁皮表面均匀，铁皮的性能未降低，蚀刻后的精品率为95.5%，残次品率为0.8%。
实施例4
一种高硬度铁皮盒的蚀刻加工工艺，包括如下步骤：
步骤一、将高硬度铁皮的表面进行除油、水洗和干燥，得到预处理的高硬度铁皮待用；
步骤二、将感光胶均匀涂敷在单丝维网上，感光胶涂敷3次，每次涂敷厚度为0.8mm，涂敷完成后得到具有感光胶的单丝维网，将具有感光胶的单丝维网固定在网框机上，再将步骤一中预处理的高硬度铁皮送入网框机中进行丝网印刷，得到丝网印刷的高硬度铁皮待用；
步骤三、将步骤二中得到的丝网印刷的高硬度铁皮上版采用蚀刻液蚀刻丝网印刷形成的图案，蚀刻完成后浸入50g/L的氢氧化钠水溶液中完成碱洗，再浸入抛光液中完成抛光，再进行染色，即完成蚀刻加工过程。
具体地，所述步骤一中除油为表面活性剂除油；所述步骤一中干燥温度为90℃，干燥时间为2.8h。
具体地，所述丝网的数目为80-120孔/cm，丝网的厚度为6-8mm，其通孔率为70-80%。
具体地，所述步骤三中蚀刻液包括如下重量份的组分：浓硝酸7份，蚀刻添加剂0.5份，去离子水38份。
具体地，所述蚀刻添加剂包括如下重量份的组分：非离子表面活性剂0.3份，稳定剂0.2份。所述非离子表面活性剂为聚乙烯醚和聚氧乙烯醚按照1:1混合；所述稳定剂为氨基硫脲。
具体地，所述步骤三中抛光液包括如下重量份的组分：氢氟酸5份，过氧化氢20份，磷酸2份，硝酸2份，水80份。
具体地，所述步骤三中蚀刻液的上版温度为35-36℃，出版温度为38-40℃，蚀刻时间为3-4min；所述步骤三中碱洗的温度为70-75℃，时间为3-5min；所述步骤三中抛光的温度为60-80℃，时间为2-5min。
上述实施例中制备得到蚀刻后的高硬度铁皮的蚀刻精度高，蚀刻部分边缘清晰、光滑，经过蚀刻后的高硬度铁皮盒的铁皮表面均匀，铁皮的性能未降低，蚀刻后的精品率为95.3%，残次品率为1.0%。
实施例5
一种高硬度铁皮盒的蚀刻加工工艺，包括如下步骤：
步骤一、将高硬度铁皮的表面进行除油、水洗和干燥，得到预处理的高硬度铁皮待用；
步骤二、将感光胶均匀涂敷在单丝维网上，感光胶涂敷2次，每次涂敷厚度为1.0mm，涂敷完成后得到具有感光胶的单丝维网，将具有感光胶的单丝维网固定在网框机上，再将步骤一中预处理的高硬度铁皮送入网框机中进行丝网印刷，得到丝网印刷的高硬度铁皮待用；
步骤三、将步骤二中得到的丝网印刷的高硬度铁皮上版采用蚀刻液蚀刻丝网印刷形成的图案，蚀刻完成后浸入45g/L的氢氧化钠水溶液中完成碱洗，再浸入抛光液中完成抛光，再进行染色，即完成蚀刻加工过程。
具体地，所述步骤一中除油为表面活性剂除油；所述步骤一中干燥温度为80℃，干燥时间为3h。
具体地，所述丝网的数目为80-120孔/cm，丝网的厚度为6-8mm，其通孔率为70-80%。
具体地，所述步骤三中蚀刻液包括如下重量份的组分：浓硝酸8份，蚀刻添加剂0.5份，去离子水40份。
具体地，所述蚀刻添加剂包括如下重量份的组分：非离子表面活性剂0.3份，稳定剂0.2份。所述非离子表面活性剂为聚乙烯醚；所述稳定剂为氨基硫脲。
具体地，所述步骤三中抛光液包括如下重量份的组分：氢氟酸4份，过氧化氢16份，磷酸1.5份，硝酸1.5份，水77份。
具体地，所述步骤三中蚀刻液的上版温度为36℃，出版温度为39℃，蚀刻时间为4min；所述步骤三中碱洗的温度为72℃，时间为4min；所述步骤三中抛光的温度为65℃，时间为3min。
上述实施例中制备得到蚀刻后的高硬度铁皮的蚀刻精度高，蚀刻部分边缘清晰、光滑，经过蚀刻后的高硬度铁皮盒的铁皮表面均匀，铁皮的性能未降低，蚀刻后的精品率为95.4%，残次品率为0.9%。
实施例6
一种高硬度铁皮盒的蚀刻加工工艺，包括如下步骤：
步骤一、将高硬度铁皮的表面进行除油、水洗和干燥，得到预处理的高硬度铁皮待用；
步骤二、将感光胶均匀涂敷在单丝维网上，感光胶涂敷3次，每次涂敷厚度为0.8mm，涂敷完成后得到具有感光胶的单丝维网，将具有感光胶的单丝维网固定在网框机上，再将步骤一中预处理的高硬度铁皮送入网框机中进行丝网印刷，得到丝网印刷的高硬度铁皮待用；
步骤三、将步骤二中得到的丝网印刷的高硬度铁皮上版采用蚀刻液蚀刻丝网印刷形成的图案，蚀刻完成后浸入50g/L的氢氧化钠水溶液中完成碱洗，再浸入抛光液中完成抛光，再进行染色，即完成蚀刻加工过程。
具体地，所述步骤一中除油为表面活性剂除油；所述步骤一中干燥温度为85℃，干燥时间为2.5h。
具体地，所述丝网的数目为80-120孔/cm，丝网的厚度为6-8mm，其通孔率为70-80%。
具体地，所述步骤三中蚀刻液包括如下重量份的组分：浓硝酸8份，蚀刻添加剂0.5份，去离子水40份。
具体地，所述蚀刻添加剂包括如下重量份的组分：非离子表面活性剂0.3份，稳定剂0.2份。所述非离子表面活性剂为聚乙烯醚；所述稳定剂为氨基硫脲。
具体地，所述步骤三中抛光液包括如下重量份的组分：氢氟酸4份，过氧化氢16份，磷酸1.5份，硝酸1.5份，水77份。
具体地，所述步骤三中蚀刻液的上版温度为36℃，出版温度为39℃，蚀刻时间为4min；所述步骤三中碱洗的温度为72℃，时间为4min；所述步骤三中抛光的温度为65℃，时间为3min。
上述实施例中制备得到蚀刻后的高硬度铁皮的蚀刻精度高，蚀刻部分边缘清晰、光滑，经过蚀刻后的高硬度铁皮盒的铁皮表面均匀，铁皮的性能未降低，蚀刻后的精品率为95.2%，残次品率为1.1%。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种高硬度铁皮盒的蚀刻加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将高硬度铁皮的表面进行除油、水洗和干燥，得到预处理的高硬度铁皮待用；
步骤二、将感光胶均匀涂敷在单丝维网上，感光胶涂敷2-3次，每次涂敷厚度为0.5-1.0mm，涂敷完成后得到具有感光胶的单丝维网，将具有感光胶的单丝维网固定在网框机上，再将步骤一中预处理的高硬度铁皮送入网框机中进行丝网印刷，得到丝网印刷的高硬度铁皮待用；
步骤三、将步骤二中得到的丝网印刷的高硬度铁皮上版采用蚀刻液蚀刻丝网印刷形成的图案，蚀刻完成后浸入45-60g/L的氢氧化钠水溶液中完成碱洗，再浸入抛光液中完成抛光，再进行染色，即完成蚀刻加工过程。
2.根据权利要求1所述的一种高硬度铁皮盒的蚀刻加工工艺，其特征在于，所述步骤一中除油为化学除油、表面活性剂除油、电解除油和/或超声除油中的至少一种；所述步骤一中干燥温度为80-100℃，干燥时间为2-3h。
3.根据权利要求1所述的一种高硬度铁皮盒的蚀刻加工工艺，其特征在于，所述丝网的数目为80-120孔/cm，丝网的厚度为6-8mm，其通孔率为70-80%。
4.根据权利要求1所述的一种高硬度铁皮盒的蚀刻加工工艺，其特征在于，所述步骤三中蚀刻液包括如下重量份的组分：浓硝酸5-8份，蚀刻添加剂0.3-0.5份，去离子水30-40份。
5.根据权利要求4所述的一种高硬度铁皮盒的蚀刻加工工艺，其特征在于，所述蚀刻添加剂包括如下重量份的组分：非离子表面活性剂0.2-0.3份，稳定剂0.1-0.2份。
6.根据权利要求5所述的一种高硬度铁皮盒的蚀刻加工工艺，其特征在于，所述非离子表面活性剂为聚乙二醇、聚乙烯醚和/或聚氧乙烯醚中的至少一种；所述稳定剂为氨基硫脲。
7.根据权利要求1所述的一种高硬度铁皮盒的蚀刻加工工艺，其特征在于，所述步骤三中抛光液包括如下重量份的组分：氢氟酸3-5份，过氧化氢15-20份，磷酸1-2份，硝酸1-2份，水75-80份。
8.根据权利要求1所述的一种高硬度铁皮盒的蚀刻加工工艺，其特征在于，所述步骤三中蚀刻液的上版温度为35-36℃，出版温度为38-40℃，蚀刻时间为3-4min；所述步骤三中碱洗的温度为70-75℃，时间为3-5min；所述步骤三中抛光的温度为60-80℃，时间为2-5min。
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