蚀刻（转贴）

ssff1265

刚在刀友论坛看到的蚀刻，不敢独享。（好像发错地方了。版主请转至DIY区）

2 X$ L8 D7 {* N( Q7 u# i0 x
" g/ ?  M- _4 G5 p
9 S* l' U' n4 }& T) D, }. u金属蚀刻工艺流程详解
(一)金属蚀刻工艺流程

    金属的种类不同，其蚀刻的工艺流程也不同，但大致的工序如下：金属蚀刻板→除油→水洗→浸蚀→水洗→干燥→丝网印刷→千燥→水浸2～3min→蚀刻图案文字→水洗→除墨→水洗→酸洗→水洗→电解抛光→水洗→染色或电镀→水洗→热水洗→干燥→软布抛(擦光)光→喷涂透明漆→干燥→检验→成品包装。
5 A0 Z9 [! R# w
    1．蚀刻前处理
5 Z0 S( ~. G" \
0 J: K. r9 G; `- |: [" u$ W6 ?4 p+ K% i    在金属蚀刻之前的工序都是前处理，它是保证丝印油墨与金属面具有良好附着力的关键工序，因此必须要彻底清除金属蚀刻表面的油污及氧化膜。除油应根据工件的油污情况定出方案，最好在丝印前进行电解除油，保证除油的效果。除氧化膜也要根据金属的种类及膜厚的情况选用最好的浸蚀液，保证表面清洗干净。在丝网印刷前要干燥，如果有水分，也会影响油墨的附着力，而且影响后续图纹蚀刻的效果甚至走样，影响装饰效果。

    2．丝网印刷
" C5 M8 m1 q6 c2 _1 m- {% p& a
    丝网印刷要根据印刷的需要制作标准图纹丝印网版。图纹装饰工序中，丝印主要起保护作用，涂感光胶时次数要多些，以便制得较厚的丝网模版，这样才使得遮盖性能好，蚀刻出的图纹清晰度高。丝网版的胶膜在光的作用下，产生光化学反应，使得光照部分交联成不溶于水的胶膜，而未被光照部分被水溶解而露出丝网空格，从而在涂有胶膜丝网版上光刻出符合黑白正阳片图案的漏网图纹。

  y" T$ D, P5 B6 f1 e) H8 I3 ~1 h    把带有图纹的丝印网版固定在丝网印刷机上，采用碱溶性耐酸油墨，在金属板上印制出所需要的图纹，经干燥后即可进行蚀刻。

& _* f6 S  A2 \) @' r% _    3．蚀刻后处理
" {: |& g& q, y3 _- U$ h: v% Y! B4 R
! r8 p2 x4 |; Z5 P7 w    蚀刻后必须除去丝印油墨。一般的耐酸油墨易溶于碱中。将蚀刻板浸入40～60g／L的氢氧化钠溶液中，温度50～80℃，浸渍数分钟即可退去油墨。退除后，如果要求光亮度高，可进行抛光，然后进行染色，染色后为了防止变色及增加耐磨、耐蚀性，可以喷涂透明光漆。对于一些金属本身是耐蚀性能好而且不染色的，也可以不涂透明漆，要根据实际需要而定。
& D) W1 S6 T7 A* @
(二)化学蚀刻溶液配方及工艺条件
+ K$ n; y) w/ {5 G
    蚀刻不同的金属要采用不同的溶液配方及工艺条件，常用金属材料的蚀刻溶液配方及工艺条件见表6―4～表6-6。

    表6-4金属化学蚀刻溶液的配方及工艺条件

" o) r3 Q- E5 `/ a6 C( w溶液成分及工艺条件
1
0 b4 d4 i4 W, Y- M" W2
1 y  J3 Y5 ~+ l# V  V; }% P, \3
' U  G8 J; Y' P. U) \4
5
4 S/ x" K8 ^9 P+ G; H2 m- G
氯化铁(FeCl3)／(g／L)
' J6 _1 A4 `" r: d4 r! N- y( x
盐酸(HCl)／(g／L)
$ W8 r7 b8 A0 q
2 S8 q0 ?' p9 W% ?/ R氢氟酸(HF)／(mL／L)

磷酸(H3P04)／(g／L)
3 g2 Y4 a, t$ F% y$ f: r
硫酸铜(CuS04)／(g／L)

: h8 g3 T! ^/ k: O% q2 V硫酸(HzS04)／(g／L)
, o: ^' V9 L& |1 s+ u
: J8 ~4 O% \4 t- m& e7 `硝酸(HN03)／(g／L)
2 F) V' C( @0 g/ l- t# i" L; D0 @2 w
蚀刻加速剂／(g／L)

& b) Z+ v: K3 O  W煤油／(g／L)

* x. e; `& r% Y4 w" D溶液温度／℃
- j7 z% I. C' o3 ^- ?2 v" ]
处理时间／min
/ T7 _/ y- Y/ [  x# `8 [
+ \, j* X; n% D: L. g% N适用材料
# e! P, R9 e4 S/ y$ H800～900
, e+ @' x  E# ?" k3 f' }
- z' j. ]$ J4 C9 b100～120mL／L

& @$ T; X) \0 j( |# r# K80～120
, O: I8 ?, `5 }! ]& D
. e: U6 I" q/ Q/ Z* F# n+ f5～8(平整剂)
5 |: |* D0 u' v# }! u. v$ u- X" Y$ B' B
20～50

1 V: z' _0 Q3 k6 N9 ?) v15～25
' P; l" y( k8 h
钢铁
450～560
$ R1 {+ n$ D  W3 G9 S3 z
3 l# u9 ~: K/ y4 j1 Q5～10mL／L

少量
/ v9 ]: {5 R* R! H
& P7 Z7 f+ {3 m7 W9 W# V/ s: _( q$ X20～50
: A% y- c+ o0 H
  h  z- I! H8 N模具钢
600～800

80～120

20～30
- Z+ H! ]$ x* Y0 J9 \# k% K9 n0 \
$ _8 y! K# H+ ~  g7 R80～100
& z" j0 o/ }3 x4 o  R
3 O0 D- b1 g$ d1 n* c7 u5 G: R10～45
1 e7 @1 @/ u3 N8 C0 C8 W) p. h
15～20

不锈钢
600～650
8 x# c3 ]9 `1 L; Q; t* \
90～100

& \- [- ]! B! P8 h% {8～12

2 F" m+ V% y9 u3 ~1 n4 i15～50

10～15
6 I& N$ i: l& n/ `
( V& a! e/ n; J6 w* [+ ?铜合金
: c- R4 E  z/ P! @& f450～550
( c6 G6 X# h# l, q' L4 m
200～300

5 m1 J3 Y5 F6 Y# E4 u1 p5 ^10～20

# k9 e4 N# }6 V+ M6 f- E20～40

10～20
1 q1 i6 l7 T3 \7 v3 N: L
铸铝


    表6-5金属铜化学蚀刻溶液配方及工艺条件

溶液成分及工艺条件
. P9 t- \2 s' m* C1
5 m5 C( w( [0 a0 j; J5 {1 w2
3
4
+ }+ P. A: a: M4 d+ F* o3 m& v
/ a4 |. I0 `1 e" S硝酸(HN03)／(mL／L)
1 }: K( y! \8 E: S, Z! X! F& f
! l4 ~3 d, g* R9 z7 j# U硫酸(HzS04)／(mL／L)

8 v  b* l! ]6 s  A9 J/ d( O+ N铬酐(Cr03)／(g／L)
7 F2 ~! |$ u/ T+ S, c7 [% o5 u
8 k1 R2 n/ w/ |1 g氯化钠(NaCl)／(g／L)
/ h+ N! d" O) L8 I
溶液温度／℃

3 h6 ~7 m: F4 j蚀刻时问／min
1000
% f# q7 \/ t! E8 O: |
/ v4 v) h8 x+ s0 `. ?7 v. M# C20
& d7 Y. v! \3 s, e3 @1 K$ _
$ X5 d2 g# o$ J' D: h+ c―
0 P( V$ y: L4 ?; o1 G9 ~$ G( ]
45
! u! i! O- ^/ R6 y
20～30
5 m8 L6 J& \2 Z+ `/ p! N2 B
8 L& q; ]5 H% A2 r8 i1 _15～20
6 I2 b$ N9 s' A# U) I- z% I5 Q1000

2 k9 Z. ~' P0 o40～50

% i1 h  J6 U' b# L60～80

/ K, t; L. i6 @+ d# t3 G10～15
―
) s) b6 k/ w0 |4 ?# A7 j, O9 C
―
1 g/ T; W  `; x; i3 @. [
" D$ o+ y1 q' D" b50

, ?) z" A* h  t9 {( H400

20～30

15～20
50

( c6 ~# }) h3 g/ b1 L( k900～1000
, Y9 ~7 N. ]* P7 [1 `6 _' Q; b
10～20
; c" t( b' f, D9 N
! b0 i5 G* X7 Q' ]0 S& ^+ c60～80

10～15


) Q( O3 }% o8 Q( ~, f7 @" q    表6-6锌铸件化学蚀刻溶液配方及工艺条件
+ S6 [" a: c/ _2 ?$ r6 W% ?5 m
溶液成分及工艺条件
# t+ Z2 g& t! v% M1
7 [/ {5 {' k8 W9 n) E3 v! ^2
3
; d, d) H2 [  y2 m3 l/ `
硝酸(HN03,65％)／(mL／L)

' X$ U$ ^$ k% {; `' i' R9 A8 @9 J. \盐酸(HCl，37％)／(9／L)
' i7 l# r0 T% O- C* g1 K+ d. x$ L
% {  _- M( M2 ~  d溶液温度／C
- ?2 k: |) [4 i1 u  |! ^
处理时间
2 D! e  {# s; S- b800～1000

4 O# @7 h* b4 E/ Q20～30

( j+ O  y+ R, Z9 @) ]; q根据蚀刻深度而定
210～240
5 Z- W0 m: s) ]. v
  F4 v' Y; g! U" U6 R20～30
3 I3 r( Z1 |* g2 b. a" M7 l: c4 m. T
$ p# O% f) i3 Z/ T# s* i根据蚀刻深度而定
150～300

25～50

6 V1 ~' K, T* q7 ~3 f7 F, d根据蚀刻深度而定
* _, Q3 Q* Y# f% `
% f, ?: W# `0 {
& Z' I7 w( E7 t9 r' j(三)工艺操作条件的影响
; X) m! ~9 e" R. b( i% m
: U2 P" F1 L8 H    蚀刻是金属板模图纹装饰过程中的关键，要想得到条纹清晰、装饰性很强的图纹制品，必须注意控制好蚀刻工艺的条件。主要是蚀刻溶液的温度和蚀刻时间。溶液温度稍高，可以提高金属溶解的速度，也就是蚀刻的速度，缩短蚀刻所需要的时间，但是蚀刻溶液一般都是强酸液，强酸液在温度高的情况下腐蚀性强，容易使防护的涂层或耐蚀油墨软化甚至溶解，使金属非蚀刻部位的耐蚀层附着力下降，导致在蚀刻和非蚀刻交界处的耐蚀涂层脱落或溶化，使蚀刻图纹模糊走样，影响图纹的美观真实和装饰效果，因此温度不宜超过45℃。同样，如果蚀刻的时间太长，特别是蚀刻液温度较高的情况下，耐蚀油墨或防护涂层浸渍时间过长，也同样起到上述的副作用和不良后果，因此时间控制上也要适当，不能浸得太久，一般不宜超过20～25min。
& o" P4 X( E' y
    (四)化学蚀刻图纹装饰实例

    1．装饰用的材料
. r( `5 _' s5 [; f1 x# W
    装饰用的金属板材：普通钢材、不锈钢、铜及铜合金、铝及铝合金等，以不锈钢板为例说明，板厚l～3mm。

; z. n6 h% O" T, B    化工原料：丝印感光胶(例如浙江昆山市化工涂料厂生产的DH重氮型)，耐酸油墨有99-956型和99-200K型等一(广东顺德大良油墨厂产品)，其他为常用化学化工药品。
1 V  D7 r; X6 P% p; c- b
; T+ I: V% c$ w) o$ F+ }    2．工艺流程

. u: b8 {9 A6 N1 N% ?! [    不锈钢板→除油→水洗→干燥→丝网印刷→干燥→水浸→蚀刻图纹叶(片)水洗→除墨→水洗→抛光→水洗→着色→水洗叶(片)硬化处理→封闭处理→清洗叶(片)干燥→检验→产品。
+ j0 ]  ?& b1 X) h- R. D. @0 p
    3．具体操作及注意事项
# h3 ^" l$ ]. x& A+ N
    (1)除油除油是为了使丝印油墨与板材有良好的附着力，所以金属板在印前必须彻底把油除干净。除油的方法很多，可以根据情况及需要选择，例如采用常规的化学除油、表面活性剂除油，甚至电解除油、超声除油等，也可以选用商品的专用除油剂。彻底清洗干净后，经干燥再转入丝网印刷。
) z& u6 J+ y9 m) l) _1 K" ?
    (2)丝网印刷选用l50目不锈钢、聚酯或尼龙单丝维网，用绷网机固定在网框上，再用上浆器刮涂DH重氮型感光胶，涂覆2～3次，涂膜干燥后，将拍摄好的图纹黑白胶片附着在涂膜丝网上，经曝光、显影后，即制得丝印模板，然后再将不锈钢板、图纹模板固定在丝网印刷机对应位置上，采用碱溶性的耐酸油墨，印上所需要的图纹，自然干燥(或烘干)。如果烘烤，则温度不宜过高及时间不宜过长，否则油墨的碱溶性降低，到除油墨时，不易清除干净。一般情况下，自然干燥1h。烘干为55～60℃，4～5min。
6 C; H0 \, f1 C
    (3)图纹蚀刻工艺图纹化学蚀刻溶液的配方及工艺条件如下：

氯化铁(FeCl3)
650～800g／L
  [8 L* m6 l9 C3 n: S蚀刻加速剂
6 J, ~* \# E# \' v) p' p: n$ v85～lO0g／L

- V2 [* p2 p. z2 a, ]  ^! R5 H盐酸(HCl，38％)
85～120g／L
$ a: I; x# \1 w3 [  C蚀刻液温度
5 d  a' d. U3 O& C& I10～45℃
' L5 D& z0 R/ @0 J0 c
磷酸(H3P04)
20～30g／L
浸渍时间
l5～25min

; k% |7 x% t; ]7 s7 l8 |: U
; Q1 v+ C( x% d# V0 F    在操作过程中要严格控制溶液的温度和时间。温度过高、时间过长，油墨与板面的附着力下降，在蚀刻与非蚀刻处可能出现油墨的脱落，导致图纹模糊走样，影响蚀刻的精度和装饰效果。
% g- v* E. _4 G
- g) A  }6 Z* A# y) x; `% Y    (4)蚀刻后除墨蚀刻后必须除去保护的碱溶性耐酸油墨。方法是浸入40～60g／LNaOH碱液中，温度控制在60～70℃，浸泡3～5min，以除干净油墨为准。然后用水冲表面的碱液至中性。(5)蚀刻后处理经蚀刻后的图纹不锈钢板经过除油墨及清洗干净后，可以根据用户的不同需要作如下附加装饰处理。

    ①对要求保留不锈钢原色及光泽的，经除油墨及清洗干净后，放进50％HN03(体积分数)和50％H20的溶液中浸泡l0～20min，作钝化处理，使不锈钢蚀刻图纹板获得新的保护膜，即可得装饰制品。

4 D& K  k2 E& @4 f    ②对要求保留不锈钢原色，但光亮度要求更高、更光亮的，经除油墨及洗净后，先进行电解抛光，然后再表面钝化。
1 \: t3 a4 _* U
& X! c  b: w7 f  ^0 a1 _+ K- B    电解抛光的溶液配方及工艺条件如下：
% X8 j3 V- w1 j. n
柠檬酸
50％～70％
; i2 m4 l5 t3 |3 b% l: f/ {5 H$ R5 l6 K溶液温度
40～60℃

" I: O" g# F3 p0 L硫酸
20％～l5％
0 l* v* D6 `: t& X/ a! J: B电流密度
15～30A／dm2
% z- e: I, D- {4 H0 p
水
10％～25％
抛光时间
5～lOmin
. `4 c3 D' U  B2 r
阴极材料
铅板
  
+ p- B4 s! t+ F7 P) u: u. I  

! }) B: o# [0 D& E3 L, n
% L: S) ?& c% s  e    ③为了提高制品的装饰性，有些用户要求改变原有不锈钢的颜色。对此，不锈钢经蚀刻图纹及清除干净表面的油墨后，先进行电解抛光，然后化学着色或电解着色，着色后必须对着色膜进行硬化处理及封闭处理，最后得到所需的装饰制品。化学着色溶液的配方及工艺条件如下：

! o9 F# E) g* `7 N4 i8 ?& q& @: X硫酸(H2S04)
270～300g／L
溶液温度
65～80℃
! g. D8 E2 S/ G' t8 {, O/ Q# ]! G4 c. T
铬酐(Cr03)
& i& ^# f6 U' T# A  m8 N9 [450～500g／L
/ y5 W4 `/ q( j1 l' p. }. @$ B处理时间
由蓝色→橙色→金黄

! R) A. N: r5 N! K( V# V8 z4 k(NH4)6Mo7024?4H20
' L6 c6 u% n* c3 ~% M40～50g／L
色一绿色，颜色随时间变化
3 J9 {" n3 V% q1 N# @  D

    化学着色后要进行硬化处理(或固膜)以便稳定着色膜，改善着色膜的质量及耐磨性。硬化处理的溶液配方及工艺条件如下：

$ e' F! C. f' K5 s" K$ d+ J重铬酸钾(K2Cr207)
10～20g／L
  k6 z+ A  i3 C" N2 L7 x$ y溶液温度
65～80℃
6 o! _6 ?9 {8 M) }8 |2 t, n
氢氧化钠(NaOH)
7 f2 e/ h6 d' h$ g7 P4 Q3～5g／L
3 {0 k8 _) Z% ~4 w5 c处理时间
2～3min

: c+ P) x% i! o$ D# Y: s. K溶液pH
6.5～7.5
  
  
; D4 F$ v$ C! d) O3 j; ]% [

0 p% l2 A# O- D1 q9 H" K    着色膜经上述硬化(固膜)处理后，硬度、耐磨、耐蚀性都已提高，但膜层有孔隙，需要进一步进行封孔处理。如果着色膜本身质量好、硬度高，可以不必进行硬化处理，但必须进行封孔处理。封孔处理液的成分及工艺条件如下：

! A/ d$ }. b: u0 N" H" O9 V硅酸钠(Na2Si03)
10g／L
溶液温度
; f( q0 }- f0 s) Y. Zl00℃
& r- v& ^$ F/ \
沸腾十二烷基苯磺酸钠
& p. ^1 _4 ]& N2～5g／L
) Z% F. j3 c  Y3 z处理时间
4～6m
: u" _+ d& `' ~5 Q) G0 ~. S$ o) h/ D
( n! F2 k9 q( X' P$ ?' A
    除了化学着色外，也可以用电解法着色，电解着色溶液的配方及工艺条件如下：
- d2 |& y- r7 P6 ^8 H
铬酐(Cr03) 80～260g／L 电流密度 0.05～0.10A／dm2
, |7 B- c; N7 U! g( j( q
! n: {; `/ `6 R3 v9 P硫酸(H2S04) 25％(体积分数) 着色时间 l0～30min

溶液温度 70～90℃
( H. V, ]: W/ p; Y6 N
( ^1 U7 V% l$ T0 F' a0 H6 f
    本着色溶液在着色过程中，工艺条件对颜色有较大影响。首先是硫酸对铬酐的浓度比例对颜色的影响，铬酐浓度高时，为金黄色，浓度再高，则变成紫红色。温度对着色的影响为：温度升高，色泽逐渐加深。着色时间的影响为：5min便开始着色，随着时间的增加，颜色加深，20min后色泽基本稳定。电流密度对着色的影响为：0.03A／dm2时，为玫瑰色，0.05A／din2时，则为l8K金色。

    电解着色后同样需要进行硬化处理，硬化处理可以用化学法(上述举例)，也可以用电解法。电解法硬化处理的溶液配方及工艺条件如下：
9 Z5 [4 H. |+ N' Y) f+ @2 z8 ]3 e, C
! J4 w* M# |* E% R铬酐(Cr03)
240～280g／L
阴极电流密度
0.2～1.0A／dm2
: Z1 A% J; c* E) c) w* Z
' j; O6 k, A2 q3 h' \硫酸(H2S04)
2～3g／L
阳极材料
铅或铅锑合金

溶液温度
50～55℃
处理时间
* [& R/ N% g( {( t2 O) a10～15min
3 y1 S! t4 @5 x
[ 本帖最后由 ssff1265 于 2009-8-17 12:51 编辑 ]

木易Z

呵呵 很长的文章 很专业 自己对这个还真的不清楚

raintung

这个太麻烦了，不过效果一定很棒。

酱油007

看的我有点晕乎

zippo安

坦白的说！没看懂！
& L0 v+ T1 v8 n. t