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电解蚀刻工艺

放大字体  缩小字体发布日期:2012-05-04  浏览次数:764

(一)电解蚀刻工艺流程

   电解蚀刻工艺流程如下:金属件→整平→除油→水洗→抛光→水洗→电解抛光→水洗→干燥→制图纹版→固化→修理→水洗→电解蚀刻→水洗→抛光→着色→水洗→固膜→水洗→封闭→涂透明漆。

(二)工艺步骤说明

1.金属件的整平

一般来说进行电解蚀刻的制件都是装饰件,因此表面必须平整,不允许有各种毛刺、凸瘤或划痕,小裂缝等存在。如果表面未经整平,必要先进行机加工整平,以保证版面的基本质量要求。

2.除油

   金属制件经过各种机械加工或运输、储存等环节,表面留有各种油脂和污物,必须彻底清除干净,否则会减弱防护层对金属表面的附着黏合力,还影响电解蚀刻部位的电流分布及金属溶解的均匀度和速度,因此要用各种有效的除油方法清除油污,达到电镀级的清洁度。

  3.电解抛光

  金属电解蚀刻版经整平后,光亮度和平滑度还不够高。因为大部分的版面都是用作铭牌或招牌、奖牌等装饰,都是摆设在最显眼的地方。为了达到最佳的装饰效果、吸引观众的眼球,版面应做到光彩夺目,因此要求有高度的光洁。表面抛光可以先进行机械抛光或化学抛光,如果达不到要求,再进行电解抛光。若经机械整平的表面已达到一定的光亮度,则可以在除油后,直接做电解抛光。电解抛光一方面可以对金属表面做进一步的精饰,另外也是对表面进一步除油污,具有两重作用的效果。

   4.制图纹版

   制图纹版是蚀刻的关键工序。制版质量的好坏影响到蚀刻的质量和效果。一般来说,简单的图形或文字制版比较简单,复杂的图纹则比较复杂。制版主要有手工和丝网印刷等方法。一般采用耐酸油墨将要蚀刻的图纹印在金属表面上,然后进行化学蚀刻或电解蚀刻。手工制版则先用耐蚀绝缘膜刻画出所需要的图纹,再粘贴在金属板上,这种耐蚀绝缘屏蔽膜在蚀刻结束后应能很容易撕下或用溶液溶解除去。也可以先用耐蚀漆胶膜覆盖在金属的表面并进行硫化,然后再在胶膜上用刻刀刻上所需的图纹,把要蚀刻的部分撕下,制成蚀刻版。

  5.电解蚀刻

  为了保证电解蚀刻的质量,对不同的金属材料选用不同的电解溶液配方。电解液对电流的分散能力要好,使蚀刻后的底面光滑、平整,电解液的腐蚀性较小,特别是对屏蔽材料不溶解、不渗透。屏蔽材料在电解溶液中不易脱落。电解产物要能迅速离开蚀刻面,而且沉淀充分等。

   另外,要严格控制蚀刻的溶液温度,防止温度过高带来的副作用。电流密度应控制在合理的范围,电流太低,蚀刻时间长、生产效率低;电流过高,会使表面产生粗糙,对屏蔽膜产生破坏等。时间也应掌握好,不能过长。

   6.电解蚀刻后的处理

   金属图纹蚀刻版块在蚀刻后,可以根据不同的金属种类和装饰的需要去决定蚀刻后的处理工艺。例如,不锈钢、黄铜类产品有些金属本身的色泽已能满足装饰品种的需要,蚀刻后可除去屏蔽层并进行电解抛光。蚀刻后的电抛光一方面可以把蚀刻部位的腐蚀溶解产物及屏蔽层留在金属表面的剩余物清除干净,另外,也可以进一步使整个装饰表面重新精饰光亮,提高整个装饰物的外观质量,然后进行表面钝化,即成为一种保留金属原色的装饰产品。

如果不满意原色的装饰效果,应在蚀刻、清除屏蔽物及电锯抛光后进行表面着色,如着金色、古铜色、黑色等流行色彩。着色方法可参考第三、四章。此外如有需要,也可以电镀各种流行色彩的电镀层,使图纹版更具特色及高质量的装饰效果。关于电镀流行色彩的镀层可参考第五章。着色或进行流行色彩电镀后,要做各种必要的后处理,以保护色膜及镀色层,提高装饰产品的质量及寿命。

(三)电解蚀刻溶液的配方及工艺条件

   各种金属电解蚀刻溶液的配方及工艺条件见表6—7~表6-9。

表6-7 铜金属电解蚀刻溶液的配方及工艺条件

   溶液成分及工艺条件

   1

   2

   3

   4

   5

硼酸(H3BO3)/(g/L)

铬酐(Cr03)/(g/L)

碳酸钡(BaC03)/(g/L)

硝酸钾(KN03)/(g/L)

亚硝酸钠(NaNO2)/(g/L)

 20~30

 200~300

 3~5

 

 

 

 

 110~130

 90~150

 

 40~50

 

 

 150~200

 

 

 

 

 80~150

 80~120

 

续表

 溶液成分及工艺条件

   1

   2

   3

   4

   5

柠檬酸钠/(g/L)

硝酸铵(NH4N03)/(g/L)

氨三乙酸/(g/L)

六亚甲基四胺/(g/L)

溶液pH

溶液温度/℃

电流密度(DA)/(A/din2)

电解时间/min

 

 

 

 

 

 20~30

 3~10

 

根据深度定

 

 

 

 

 7~10

 20~30

 0.3~O.5

 

根据蚀刻深度而定

 

 

 

 

4.8~5.4

 20~30

 5~8

 

根据需要定

150~200

 

 

 

 8~10

 20~30

 3~8

 

根据需要定

 

80~100

 40~60

 10~30

 4~7

 15~50

 3~15

 

根据需要定

表6=8铜合金电解蚀刻溶液的配方及工艺条件

 溶液成分及工艺条件

   1

   2

   3

   4

硝酸钾(KN03)/(g/L)

氰化钠(NaCN)/(g/L)

硝酸钠(NaN03)/(g/L)

氢氧化钠(NaOH)/(g/L)

三乙醇胺/(g/L)

溶液pH

阳极电流密度/(A/din2)

溶液温度/℃

阴极材料

处理时间/min

 110~150

 

 

 

 

   7~10

   5~10

   15~50

   不锈钢

   5~30

 

   70~80

 

   3~5

 

 

   1~2

   20~40

   不锈钢

   5~30

 

 

   15~20

   60~75

   60~70

 

 1.5~2.5

   30~50

   不锈钢

   10~25

 

 25~50

 

 

 

 12~13

 1~1.5

 60~70

 不锈钢

 5~25

表6=9各种金属电解蚀剂的溶液配方及工艺条件

   溶液成分及工艺条件

   1

   2

   3

   4

   5

   6

硫酸(H2S04,98%)/%

 

 

盐酸(HCl,P-1.19g/mL)/%

 

碳酸钾(KzC03)/(g/L)

氰化钠(NaCN)/(g/L)

氯化钠(NaCI)/(g/L)

氯化铵(NH4CI)/(g/L)

醋酸(CH3COOH)/(g/L)

8~12

(体积

分数)

4~6(体

积分数)

 

 

 

 

 

70~80

(质量

分数)

 

 

 

 

 

 

 

   —

 

 

   —

 

 2~3

 3~5

   —

   —

   —

   —

 

 

 

   —

   —

   100

   30

   —

 

 

 

 

 

 

 

 

   160

 30~60

 

 

 

 

 

 

 

 50~70

   200

   —

续表

   溶液成分及工艺条件

   1

   2

   3

   4

   5

   6

氯化铜(CuCl2)/(g/L)

溶液温度/℃

电流密度/(A/dm)

 

适用金属材料

 

20~30

 7~10

 

钢铁

 

25~50

 10~40

 

 钢铁

 

20~30

 3~5

 铜及

铜合金

 

20~30

 10~40

 锌及

锌合金

 

20~30

 40~60

 锌及

锌合金

 15~20

 20~30

 10~15

 铝及

铝合金

 

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