不銹鋼化學與電化學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,進行曝光,然后進行顯影,即在不銹鋼上形成花紋抗蝕膜,然后在腐蝕液中進行蝕刻,達到預期的蝕刻效果。
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,再進行鍍黑色鍍層,形成清晰的有色刻度、數(shù)字和標記的不銹鋼量尺。
②. 不銹鋼筆桿、筆套上蝕花的半色調腐蝕成像工藝,其方法是將攝有圖案連續(xù)調的負片,進行加網(wǎng)翻拍,成為由網(wǎng)點組成的半色調底片,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的軸芯上旋轉曝光。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、絲印油墨及設備等技術的進步,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牌、裝飾板等的生產(chǎn)中已得到廣泛的應用。
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. 印刷膜轉移蝕刻法
李金題利用印刷膜轉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,可在幾何形狀復雜的表面進行局部蝕刻,特別適用于在產(chǎn)品上直接打標印。
電解蝕刻液一般含有硫酸、磷酸及鹽酸等無機酸,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% 、時間 30s 、聚丙烯酸鈉 3%
輔助電極手動移動。
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-硫酸溶液陰極堅膜處理,然后在硫酸與(或)磷酸和表面活性劑的溶液中進行陽極電解蝕刻,可得到平滑的蝕刻面。
③. 方琳專利快速深度電化學蝕刻液
三氯化鐵(FeCl3) 40%~60% (質量分數(shù)) 、水 余量 、電極 石墨
鹽酸(HCI) 1%~10% 、溫度 20~35℃ 、擴散劑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),將電解標印設計成專用的電解標印儀。將輔助電極制成標印頭(打標頭),使刻印操作更為簡便。電解蝕刻時隨標印字符的多少變化自動調控電流與電壓,使之保持電壓12~36V,電流0~2A,蝕刻時間2~3s,蝕刻深度0.01~0.10mm,透明薄膜膜版的使用壽命達到上萬次。據(jù)報道,瑞典奧斯汀標志系統(tǒng)公司在廣州展示其專利產(chǎn)品電解腐蝕打標機,其原理及操作方法與上述電解標印完全一致。
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。