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铜和铜合金的图纹装饰版的制作

放大字体  缩小字体发布日期:2012-05-04  浏览次数:731

(一)材料及工艺流程

1.制作所用材料

 各种不同厚度及型号的铜或黄铜板材,丝印感光胶;丝印用耐酸油墨;蚀刻液再生剂;蚀刻液;染色剂及其他化学药品及化工材料。

   2.制作的工艺流程

   铜板→除油→水洗→电解抛光→水洗→干燥→丝网印刷→干燥→水浸2~3min→蚀刻图纹→水洗→碱液除墨→水洗→稀酸中和→水洗→化学抛光→水洗→染色→水洗→热水洗(70~80℃)→干燥一软布擦拭一喷涂透明胶漆→干燥→检验→成品。

   (二)具体操作

   1.铜及黄铜表面除油

   为了使丝印油墨与金属基体具有良好的附着力,铜板印前必须把表面的油污完全彻底地清洗干净。除油可用常规除油和电解除油相结合。油污较重的,可先用碱液除油,然后再电解除油。如油污较少,可一次除油即化学除油或电解除油即可。除油溶液的配方及工艺条件见表6-10。

表6-10通用型的化学和电解除油溶液及工艺条件

   项   目

含量/(g/L)

   项   目

 含量/(g/L)

氢氧化钠(NaOH)

碳酸钠(Na2C03)

磷酸三钠(Na3P04·12Hz0)

硅酸钠(Na2Si03)

   5~40

   20~40

   20~40

   3~8

 

溶液温度/℃

电源电压/V

电流密度/(A/din2)

除油时间/min

 

   50~80

   6~l2

   3~10

先在阴极上≤lO

后在阳极上≤l

   如果采用化学除油,可取上限。如用电解除油,选用中下限。除油的温度及浸泡时间可以根据油污的情况选择适合的条件。

  2.电解抛光

    电解抛光是在除油较彻底的基础上进行的,可以起到进一步除污物、除氧化膜及表面抛光的作用,使表面在印刷前干净、光亮,以保证油墨的印刷质量和效果。电解抛光的溶液配方及工艺条件如下: 

磷酸(H3P04,85%)

400~450mL/L

阳极电流密度

30~50A/dm2

铬酐(Cr03)

50~70g/L

处理时间

l~3min

溶液温度

20~40℃

阴极材料

铅板

3.丝网印刷

   用150目不锈钢、聚酯或尼龙单丝维网,用绷网机固定在网框上,丝网清洁后,用上浆器刮涂DH重氮感光胶。涂覆2~3次,待涂料干燥以后,用摄制好的图纹黑白胶片在1000W金属卤化物光源下45cm处曝光4~5min。然后用自来水冲洗,图纹清晰透明后晾干,即制成丝网印刷版。将成得的丝网印刷版固定在丝网印刷机上,用碱溶性耐酸油墨在铜板上印刷出所需要的图纹,经自然晾干或热风吹干即制成蚀刻版。   

   4.图纹蚀刻

   印刷图纹的油墨是商品化的,可以选用广东顺德大良油墨经销处出售的金龙牌99-965和99-200K型耐酸油墨,相应采用酸液化学蚀刻剂。蚀刻溶液的配方及工艺条件如下:

氯化铁(FeCl3)

600~650g/L

溶液温度

l0~45℃

硫酸(H2S04)

90~100g/L

处理时间

l0~15min

硝酸(HN03)

8~12g/L

 

 

   将适量的氯化铁加进入刻蚀槽内,先用水溶解,然后用容器先稀释所需用量的硫酸,待硫酸冷却后,在缓慢地搅动的氯化铁溶液中加进稀硫酸,加完后再慢慢加进所需量的硝酸,然后再调整至所需要的溶液体积,搅拌均匀后即可使用。

   蚀刻是图纹装饰中的关键工序。要得到线条清晰、装饰质量和效果好的制品,必须要控制好刻蚀溶液和温度,并及时进行调整,否则温度过高或时间太长都会使油墨的附着力下降,使蚀刻与非蚀刻交界处的油墨脱落,导致蚀刻图纹模糊走样,甚至失真,达不到预期的装饰效果。因此要严格控制好蚀刻液的温度和时间,不能偏离合理的范围。

  5.清除油墨

  铜板经蚀刻好以后,应立即清洗干净酸液,并将丝印油墨除干净。:由于油墨是碱溶性的耐酸油墨,其耐酸、不耐碱,所以只要浸入40~60g/L氢氧化钠的碱液中,温度50~70℃,浸渍2~3min将油墨除净。除干净后可在稀酸液中中和,然后水洗干净。

   6.图纹版抛光   

油墨除干净后,为了提高装饰性,可将铜版抛光,可用化学抛光,也可用电解抛光。在抛光过程中可以进一步清除蚀刻部位的腐蚀产物及尚留在表面的微量油墨,同时又可以提高其光洁度,增强装饰性能。化学抛光可用三酸抛光液。其溶液配方及工艺条件如下:

硝酸(HN03)

30%(质量分数)

水(H20)

19.5%(质量分数)

硫酸(H2S04)

50%(质量分数)

溶液温度

20~30℃

盐酸(HCI)

0.5%(质量分数)

时间

2~5s

这种三酸抛光液出光速度快,抛光后的表面十分光亮,最适合装饰表面的抛光用,而且溶液中不需要添加其他的添加剂,即可获得满意的抛光效果,生产成本低,容易配制,但在抛光时会产生刺激性气体及气味,要注意安全及防护,可以加进微量的泡沫制剂等。也可以采用以下的抛光溶液抛光。

浓硫酸(H2S04)

380~450mL/L

N-1光亮剂

8~10g/L

硝酸钠(NaN03)

50~lO0g/L

溶液温度

l0~45℃

浓盐酸(HCl)

4~6mL/L

抛光时间

0.5~1.5min

这是上海永生助剂厂提供的无黄烟化学抛光工艺。配制抛光溶液时,先将浓硫酸稀释冷却至50℃,然后加入硝酸钠,搅拌至完全溶解,再加入盐酸及光亮剂,搅拌均匀即可使用。

(三)铜及铜合金图纹版的着色

1.原色

   一般来说铜,合金本身已有一定的色泽,同时已经过抛光,有较高的光亮度,已具备有较好的装饰性,逗人喜爱。在这种情况下,可将蚀刻制作件钝化,以提高它的抗氧化及防腐蚀性能。具体的操作方法如下。

   ①将经化学抛光的铜板在60℃、4mol/L。的Cr03水溶液中浸渍3~5min后,清洗吹干。再放在0.1mol/L的苯并三唑(BTA)水溶液中浸3min,水洗后再在空气中干燥,其表面则生成具有保护作用的膜层。

   ②将经化学或电解抛光后的铜板在高浓度的酸性光亮液(H2S04、HN03、H20各一份)中浸渍0.5~1s,冲洗后再在1%~2%K2Cr207水溶液中浸渍数分钟,然后晾干,也可以生成防蚀保护膜。

   ③铜板经抛光及清洗烘干后,直接浸涂或喷涂罩光透明漆。经适当的温度烘干后,膜层很薄而且透明清亮,柔软性好,耐磨、耐冲击,肉眼看不出有膜层,装饰性能很好。

   更好的方法是在经过①或②处理后,再加③的处理,则保护及装饰性更佳。

  2.铜板的着色

  如果不满意原有的色彩,可将铜板进行着其他颜色,如古铜、古绿、黑色、蓝色等。着黑色及古绿色的溶液配方及工艺条件如下。

①氢氧化钠(NaOH)

20~100g/L

处理时间

3~5min

 

过硫酸钾(K2S208)

30~40g/L

颜色

黑色

 

溶液温度

50~65℃

 

 

 

②氯化铵(NH4C1)

10~l5g/L

溶液温度

95~100℃

硫酸铜(CuS04·5H20)

70~80g/L

处理时间

3~10min

颜色

古绿色

 

 

   ③无论是着何种颜色,着色后,经清洗干净并烘干,如果表面有浮灰,要先用软布或绒布擦去,然后喷涂罩光透明涂料。涂料应选择既透明又耐磨、耐蚀的、有好的柔性的漆品。既要有防护性能,又有好的装饰性能。喷涂后进行干燥(自然干或烘干)。待膜完全干燥才算成品。

 

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