CN1120078A - 一种不锈钢快速深度电化学蚀刻方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种不锈钢上进行快速深度电化学蚀刻的工艺。目前,钢板上雕刻图纹的方法有手工镌刻法,这种方法刻的图纹精度低,并且工效极低,另一种方法是机械铣刻,这种方法的工效也很低。对于化学蚀刻法,也只能作浅刻,且周期也较长。本发明的电化学蚀刻是先在不锈钢上用G21水溶性干膜形成预定图案的抗蚀图形,然后进行电化学蚀刻工序。本发明蚀刻的图纹深度深,精度高,表面质量好,工效也很高。可广泛应用于制作不锈钢标牌、各种装饰板、及特殊要求的防滑功能的发纹钢板。
Description
本发明属于电化学腐蚀领域,特别涉及到一种对不锈钢进行快速深度电化学蚀刻的工艺技术。
现有的钢板上雕刻图纹的方法,是采用手工镌刻,这种雕刻,精度不高,镌刻过程中原有弧面会受到损伤而失去精度,同时劳动强度高,费时。另一种是机械铣刻,只能在平面钢板上进行,铣刻周期长,最后仍需手工修整,以上两种雕刻方法均属于点状法蚀刻,即通过一点一点地将不需要的部分刻除,工效极低。在现有技术中也有用类似于腐蚀印刷线路板的化学蚀刻方法,主要应用于铜、碳钢等)但是只能浅刻,蚀刻0.3mm,需3~5天时间,随时间继续延长,蚀刻深度不再增加,不能达到深度蚀刻目的。也有发明介绍了把这种方法用于不锈钢制品上,如中国专利CN1071121A,防水名片及其制造方法,对0.05~0.1mm厚的不锈钢薄片进行化学蚀刻,形成凹陷文字及图案。
本发明的目的是提供一种能对不锈钢进行快速深度电化学蚀刻工艺,在不锈钢上蚀刻预定的图纹,整体深度蚀刻,从而达到提高工效和高深度蚀刻的目的。
本发明的工艺流程是:
绘制图案→制备底片→不锈钢基板表面处理→贴膜→曝光→显影→检查/修版→蚀刻→去膜→清洗→干燥→成品。
绘制图案:是绘制出留有一定测蚀余量的图案。
制备底片:为制备图案的正片胶片。
不锈钢基板表面处理:为除油脱脂去污,常用的有关溶剂有:甲苯、酒精、丙酮、汽油、四氯化碳等,也可采用氢氧化钠碱液清洗。
贴膜:用贴膜机在不锈钢板上贴G21水溶性干膜。贴膜步骤是:先将导热辊加热到贴膜温度(90~110℃);开启电源使之转动,调好压力(线压力为0.5~0.6kg/cm);导热胶辊的速度一般在0.8~1.0米/分钟,操作应在黄光下进行,不能用白炽灯或日光灯照明。
曝光:用4KW光化学灯10~20秒,或1KW高压汞灯30~45秒,或1KW镝灯50秒。
显影:用碱水溶液将未曝光部分干膜溶解除去,可用1~3%Na2CO3,或0.3~0.5%NaOH,或2%Na3PO425~30℃的水溶液,並振动试件。
修版:包括两个方面:一是修补图形上的缺陷,如针孔、缺口等,二是除去与图形无关的疵点。
蚀刻:在蚀刻液(重量百分比)40~60%FeCl3+1~10%HCl+0.01~1%JFc+余量水中,以待蚀刻不锈钢板作为工作电极,以同样面积的石墨电极作为辅助电极,先通以0.1~0.5A/cm2的阴极电流1~2分钟,再转换成阳极电流0.6~1.0A/cm2,极化时间50~60分钟,蚀刻过程中要求用喷淋装置不断喷刷不锈钢表面,使其表面没有堆积的腐蚀产物,並控制蚀刻液温度在20~35℃。
去膜:用50~70℃的3~5%NaOH溶液去除干膜。
清洗:去膜之后用流动自来水清洗。
本发明的优点是:(1)由于是整体蚀刻,所以工效高,小型刻件可以成批同时蚀刻,蚀刻时间仅为1~2小时。(2)可以达到化学蚀刻法无法达到的蚀刻深度,蚀刻深度达到0.8mm以上,且蚀刻相同深度时,时间比化学蚀刻短很多。(3)蚀刻的图纹精度高,表面质量好,蚀刻后无需加工即可使用。(4)本发明可广泛用于制作各种不锈钢标牌、装饰板,及特别要求有防滑功能的发纹钢板等。
下面结合实例来说明实现蚀刻深度为0.8nim的具体步骤。
1.绘制考虑侧蚀余量的图案,见附图1,並制作胶片。
2.将G21水溶性干膜的保护层撕去,在贴膜机上将干膜贴于清洁的不锈钢表面上,温度控制在100℃,线压力0.5kg/cm,胶辊的速度0.9米/分。
3.在曝光箱内用11<W镝灯曝光,灯距450mm,曝光时间50秒。
4.显影:用2%Na2CO3,温度25℃,时间2分钟,振荡试件,即可显出图纹。
5.蚀刻:在蚀刻液50%FeCl3+2%HCl+0.05%JFc+余量水中,不锈钢板作为一个电极,石墨板作为另一个电极,先把不锈钢板阴极极化2分钟,电流密度为0.1A/cm2,再转换成阳极极化,电流密度为0.8A/cm2,通电时间为55分钟,用喷淋器不断冲刷不锈钢表面,使不锈钢表面没沉积的腐蚀产物,蚀刻液温度控制在30℃。
6.去膜用50℃的5%NaOH溶液去除干膜,然后用流动自来水冲洗不锈钢。
从蚀刻的效果看,完全达到了蚀刻图案的设计要求,深度达到0.8mm(见图2)蚀刻时间仅为57分钟。
Claims (1)
1.一种不锈钢快速深度电化学蚀刻方法,包括绘制图案,制备照像底片,在覆有感光膜的不锈钢上感光,蚀刻、去膜、清洗等工序,其特征在于,配制蚀刻液,其成分为(重量百分比)40~60%FeCl3+1~10%HCl+0.01~1%JFC+余量水,将经过图案感光处理的不锈钢放入上述成分蚀刻液中,控制蚀刻液温度20~35℃,先以0.1~0.5A/cm2的电流密度进行阴极极化1~2分钟,再以0.6~1.0A/cm2的电流密度进行阳极极化50~60分钟,其辅助电极为石墨电极,蚀刻过程不断用喷淋装置喷刷不锈钢表面。
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