不銹鋼化學(xué)與電化學(xué)蝕刻法主要有以下幾種:
1. 照相感光蝕刻法
用一次性感光膜涂覆在不銹鋼表面上,然后覆上有花紋的底片,進(jìn)行曝光,然后進(jìn)行顯影,即在不銹鋼上形成花紋抗蝕膜,然后在腐蝕液中進(jìn)行蝕刻,達(dá)到預(yù)期的蝕刻效果。
①. 不銹鋼量尺的蝕刻,即用照相感光蝕刻法,以三氯化鐵為蝕刻液,蝕刻后,再進(jìn)行鍍黑色鍍層,形成清晰的有色刻度、數(shù)字和標(biāo)記的不銹鋼量尺。
②. 不銹鋼筆桿、筆套上蝕花的半色調(diào)腐蝕成像工藝,其方法是將攝有圖案連續(xù)調(diào)的負(fù)片,進(jìn)行加網(wǎng)翻拍,成為由網(wǎng)點(diǎn)組成的半色調(diào)底片,將底片覆蓋在已涂有感光膜的不銹鋼筆桿、筆套上,然后將其插在可旋轉(zhuǎn)的軸芯上旋轉(zhuǎn)曝光。顯影后在室溫下用三氯化鐵溶液蝕刻至0.02~0.03mm,最后鍍黑或白鉻,涂罩光涂料。
③. 不銹鋼手表殼、表帶通過照相蝕刻法形成凹凸面的圖案,并在腐蝕的凹面部分著上彩色膜,或除去抗蝕膜后鍍鎳及金,得到具有良好裝飾性的手表殼、表帶。
2. 絲網(wǎng)印刷蝕刻法
絲網(wǎng)印刷因制版、印刷簡(jiǎn)便,適于各種形狀的表面,不受印刷數(shù)量多少的限制,成為目前國際上五大印刷工藝之一。隨著絲網(wǎng)印版、絲印油墨及設(shè)備等技術(shù)的進(jìn)步,絲印的精度越來越高,與照相感光蝕刻法一樣,絲印蝕刻法在不銹鋼標(biāo)牌、裝飾板等的生產(chǎn)中已得到廣泛的應(yīng)用。
日本粟野秀記介紹在不銹鋼表面用絲印方法形成帶圖紋的非導(dǎo)電性抗蝕膜,在45℃,40°Bé的三氯化鐵溶液中將裸露部分的不銹鋼蝕刻,深度為0.02~0.05mm,然后電解著色。
日本中村三等介紹在SUS304不銹鋼餐具上用絲網(wǎng)印刷各種耐酸的不同色彩的搪瓷玻璃料進(jìn)行掩蔽腐蝕的方法,形成多色彩的花紋圖案。
3. 平版膠印蝕刻法
與絲印相比,平版膠印的速度較快,抗蝕膜的印刷可用印鐵流水線來完成,但適印范圍較窄,印刷面積受到限制,且僅適用于厚度為0.15~0.30mm的薄不銹鋼平版印刷蝕刻。
日本特許公報(bào)介紹了一種用于不銹鋼膠印掩蔽蝕刻的油墨,該油墨是由酚醛樹脂經(jīng)5%~10%硝酸處理后制成的。普通的印鐵油墨為改性醇酸樹脂,也可作為抗蝕膜使用。
4. 印刷膜轉(zhuǎn)移蝕刻法
李金題利用印刷膜轉(zhuǎn)移法的原理提出一種在凹凸不銹鋼制品上印刷花紋圖案腐蝕的技術(shù)方案。先印制帶有圖案的薄紙,然后涂上一層均勻的桃膠,晾干后,再印刷一層抗腐蝕油墨在薄紙上形成印刷膜,然后把印刷膜轉(zhuǎn)移到不銹鋼工件表面,經(jīng)過清水浸泡后,薄紙面脫落,但抗腐蝕油墨仍貼在不銹鋼表面,經(jīng)修飾后用三氯化鐵溶液蝕刻形成花紋圖案。
5. 絲網(wǎng)電解蝕刻法
絲網(wǎng)電解蝕刻法是利用已制版的絲網(wǎng)印版緊貼于不銹鋼工件表面作為抗蝕膜層,在絲網(wǎng)上涂布蝕刻液,然后以工件為陽極,以能覆蓋圖案的輔助電極為陰極進(jìn)行電解蝕刻。絲網(wǎng)電解蝕刻SUS304 不銹鋼,示意圖見圖10-11。蝕刻過程可交替變換電極極性,也可以使用交流或直流與交流交替進(jìn)行蝕刻。絲網(wǎng)電解蝕刻法可省去印刷抗蝕油墨、烘干及腐蝕后除膜等工序,蝕刻速率快,可在幾何形狀復(fù)雜的表面進(jìn)行局部蝕刻,特別適用于在產(chǎn)品上直接打標(biāo)印。
電解蝕刻液一般含有硫酸、磷酸及鹽酸等無機(jī)酸,以不銹鋼工件為陽極,裸露部分的不銹鋼表面腐蝕剝落,形成花紋圖像。專利絲網(wǎng)電解蝕刻液及工作條件有下列幾例。
①. 戶信夫日本專利絲網(wǎng)電解蝕刻液
硫酸(H2SO4) 10% 、陽極電流密度(DA) 3A/d㎡ 、氯化鈉(NaCl) 1% 、時(shí)間 30s 、聚丙烯酸鈉 3%
輔助電極手動(dòng)移動(dòng)。
②. 日本專利電解蝕刻除去不銹鋼上的彩色膜
不銹鋼先經(jīng)鉻酸、硫酸著色,并經(jīng)鉻酸-硫酸溶液陰極堅(jiān)膜處理,然后在硫酸與(或)磷酸和表面活性劑的溶液中進(jìn)行陽極電解蝕刻,可得到平滑的蝕刻面。
③. 方琳專利快速深度電化學(xué)蝕刻液
三氯化鐵(FeCl3) 40%~60% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)) 、水 余量 、電極 石墨
鹽酸(HCI) 1%~10% 、溫度 20~35℃ 、擴(kuò)散劑JFC 0.01%~1.00%
電流:先以Dk=0.1~0.5A/c㎡陰極極化1~2min,再以DA=0.6~1.0A/c㎡陽極極化50~60min。
蝕刻過程用噴淋裝置連續(xù)噴刷不銹鋼表面。
④. 何積銓專利超微精細(xì)蝕刻方法
三氯化鐵(FeCl3) 1000mL 、 重鉻酸鉀(K2Cr2O7) 0.5%~1.0% 、鹽酸(HCI) 40~50mL
輔助電極 18-8SS 、硝酸(HNO3) 150~200mL 、陽極與陰極面積比 SA:SK=1:1
電流:先以DK=0.5~1.0A/c㎡2陰極極化50~60min,再以DA=0.2~ 0.5A/c㎡陽極蝕刻。
蝕刻過程不斷攪拌蝕刻液。
⑤. 譚文武介紹了電解標(biāo)印方法
用同為孔版的蠟紙或透明薄膜等模版代替絲網(wǎng),將電解標(biāo)印設(shè)計(jì)成專用的電解標(biāo)印儀。將輔助電極制成標(biāo)印頭(打標(biāo)頭),使刻印操作更為簡(jiǎn)便。電解蝕刻時(shí)隨標(biāo)印字符的多少變化自動(dòng)調(diào)控電流與電壓,使之保持電壓12~36V,電流0~2A,蝕刻時(shí)間2~3s,蝕刻深度0.01~0.10mm,透明薄膜膜版的使用壽命達(dá)到上萬次。據(jù)報(bào)道,瑞典奧斯汀標(biāo)志系統(tǒng)公司在廣州展示其專利產(chǎn)品電解腐蝕打標(biāo)機(jī),其原理及操作方法與上述電解標(biāo)印完全一致。
6. 多層次蝕刻法
多層次蝕刻法是通過系列的抗蝕涂膜和蝕刻步驟,獲得不銹鋼表面不同蝕刻深度的花紋圖案的一種工藝方法。其工藝步驟為:
①. 在不銹鋼表面形成第一層次的抗蝕膜,蝕刻、去膜;
②. 在上述不銹鋼表面形成第二層次的抗蝕膜,再次蝕刻,去膜;
③. 最少有一部分第一層次和第二層次的蝕刻圖紋互相覆蓋,使該處的表面被蝕刻兩次,形成不同蝕刻深度的多層次花紋圖案。