專利名稱：滾筒(輪)鋼?？焖偕疃然瘜W蝕刻的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種對滾筒、滾輪及弧面鋼模進行快速深度化學蝕刻的工藝。
目前，在圓柱、圓錐或弧面鋼模上雕刻圖紋，通常在退火狀態(tài)下，采用手工鐫刻，這種雕刻，精致度不高，鐫刻過程中原有弧面會受到損傷而失去精度，而且雕刻以后再進行熱處理，會使雕刻后的圖形燒蝕及變形。另一種是機械銑刻，只能在平面形鋼模上進行，而且銑刻周期長，最后仍需手工修正，同樣存在熱處理燒蝕和變形。以上兩種雕刻方法均屬于點狀法雕刻，即通過一點一點地將不需要的部分刻除，工效極低。在現(xiàn)有技術中也有鋼料化學蝕刻，但僅作淺刻，而無粉蝕刻法只適用于一般鋼料，加工對象都是平面型。
本發(fā)明的目的是提供一種能對鋼模進行快速深度化學蝕刻的工藝，不僅能在平面鋼模上，而且能在滾筒、滾輪及弧面鋼模上蝕刻預定的圖紋，並能整體深度蝕刻，從而達到提高工效和精度的目的。
本發(fā)明的滾筒(輪)鋼模快速深度化學蝕刻，首先制備經(jīng)金加工、熱處理和磨削后符合要求的鋼模毛坯，然后按預定圖紋，繪制墨稿，制備底片，在除油清洗后的鋼模毛坯上轉貼光致干膜、復底片，經(jīng)曝光、曬印、顯影和修整后，在鋼模毛坯上形成預定圖紋的掩蔽抗蝕圖形，然后經(jīng)清版面后放入蝕刻機內(nèi)進行蝕刻。蝕刻有輪廓形成、深度形成和坡形形成三道工序，各道工序都采用側面抗蝕保護。側面保護是采用油墨輥在蝕刻件圖形頂面滾壓油墨，藉油墨流布至已蝕刻出的側面，在油墨上粘附有色松香，經(jīng)烘烤使松香粉與抗蝕油墨熔融成保護層，有掩蔽抗蝕圖形的鋼模毛坯在蝕刻機中進行蝕刻的第一道工序是輪廓形成，其蝕刻液的溫度為26℃～27℃，蝕刻分三次進行，每次蝕刻3分鐘后，進行清洗、干燥，然后在蝕刻件圖形頂面滾壓油墨，粘附有色松香，烘烤后使頂面與側面形成保護層，終了時的累計深度為0.1～0.12毫米，轉入的第二道工序為深度形成，這時蝕刻液的溫度上升為33℃～35℃根據(jù)深度要求，進行多次蝕刻，每次蝕刻前，對刻件進行清洗、干燥，並對頂面、側面和準備形成階梯的底面進行抗蝕保護，通過控制油墨流布的寬度，使抗蝕保護層在第一次蝕刻后，逐一向下延伸一個階梯和一個準備形成階梯的底面，底面的寬度是按坡度決定的，坡度越小寬度越大，反之坡度越大，寬度越小。這樣的保護層，使每次蝕刻在圖形側面形成一個階梯，經(jīng)多次蝕刻，深度形成后的側面為與坡度相適應的階梯形，通常累計深度為0.6毫米，蝕刻的第三道工序是坡形形成，目的是將深度形成后的側面階梯削除，使之成為符合預定坡度的坡形，這時，蝕刻溫度降為27℃～30℃，分若干次蝕刻，每次蝕刻前，對刻件進行清洗、干燥，通過控制油墨流布的寬度，使抗蝕保護層由底部向頂面逐次收縮一個階梯。即對準備削除的階梯不予保護，則蝕刻中，由底部向頂面逐次削去一個階梯，蝕刻時間逐次減少，由8分鐘逐次減2分鐘。經(jīng)多次蝕刻，可消除可辨階梯痕，形成預定坡度的坡形，同時也增加了深度。全部蝕刻完后，經(jīng)清洗及200～220℃烘烤2～3小時，以消除氫脆。360度均有圖形的鋼件蝕刻，不應蝕刻的部分要加以保護，工件在蝕刻機中作圓周旋轉，圖形僅在一面或幾面的，也可靜止地對某一面進行蝕刻。蝕刻件的形狀可以是圓柱形、圓錐形、平面形、弧面形或其它幾何形狀。
本發(fā)明的優(yōu)點是(1)蝕刻的模具精度高，不存在熱處理損傷和變形，蝕刻后無需加工即可使用，頂面光潔度可達
8。(2)圖紋、字線精致，最小的圖形在每平方厘米范圍內(nèi)可刻英文字母200個。(3)由于是整體蝕刻，所以工效高，一個不包括底片制備的中型滾筒(φ150×400毫米)當班就可出產(chǎn)品，小型滾輪等刻件可以成批同時蝕刻。(4)投資少，蝕刻設備除蝕刻機外，僅需相配套的貼膜機、曬箱、滾墨機及電爐即可。(5)應用范圍廣，用于印制商標的鋼輪，如卷煙機、電纜電線印制商標的鋼印輪，制革、墻紙和印染用的鋼滾筒，在金屬件上滾壓刻線和文字的鋼滾筒如鋁合金稱桿上的刻線讀數(shù)等，均可采用本發(fā)明。
下面結合附圖敘述本發(fā)明的實施例

圖1為本發(fā)明的掩蔽抗蝕圖形曬印流程圖2為本發(fā)明的蝕刻流程對于要求深度為0.8～0.9毫米、坡形坡度為60度的卷煙機商標鋼印(鋼輪)的化學蝕刻，其具體步驟如下1.鋼印毛坯上掩蔽抗蝕圖形的形成(如圖1所示)(1)將經(jīng)金加工、熱處理和磨削后的鋼模毛坯進行除油清洗，對磨削光潔度不夠的，用500號水砂紙拋光。
(2)將預定圖紋、繪制墨稿、制備底片。
(3)將光致干膜的保護層撕去，在貼膜機上將光致干膜轉貼于清潔的毛坯蝕刻面上，溫度控制在90℃～105℃，壓力0.5～1.5kg/cm2，或用膠滾手工滾壓貼膜。
(4)揭去光致干膜另一面的滌綸保護層，復上制備的底片，用透明滌綸薄膜緊纏，使底片與干膜重合。
(5)曝光光源采用黑光燈，在圓形曬箱內(nèi)360度受光照，曝光時間按光量、光距調(diào)整。
(6)顯形用0.2%氫氧化鈉水溶液或2%碳酸鈉水溶液，溫度25℃±5℃，時間1～2分鐘，在鋼印毛坯上即可得到予定圖紋的掩蔽抗蝕圖形。
2.蝕刻工序(如圖2所示)對掩蔽抗蝕圖形進行修正后，放在蝕刻機內(nèi)作圓周旋轉進行360度蝕刻，蝕刻液用波美度41的三氯化鐵溶液，添加2%鹽酸，蝕刻分輪廓形成、深度形成和坡形形成三道工序。
一.輪廓形成的蝕刻，蝕刻分三次進行。
(1)清版面，用波美度41的三氯化鐵溶液在蝕刻面清刷，除去阻蝕的殘余膠液或雜質;
(2)將蝕刻液溫度調(diào)到27℃;
(3)預蝕3分鐘，蝕畢清洗，吸干水分;
(4)在滾墨機上，對蝕刻圖形滾壓油墨，使油墨從墨輥轉印到圖形頂面，藉油墨流布到側面，并粘附有色松香粉末，經(jīng)170℃烘烤，使油墨與松香在頂面和側面熔融成抗蝕保護層;
(5)進行第二次蝕刻，時間三分鐘，蝕完后用洗版液(酒精及天那水各50%)洗去抗蝕保護層，再用10%氫氧化鈉溶液清洗，並用清水沖凈吸干;
(6)第三次蝕刻重復上述一、(4)、(5);
輪廓形成三次蝕刻終了時，累計深度為0.1～0.12毫米。
二、深度形成的蝕刻，蝕刻分三次進行。
(1)將蝕刻液升高到34℃;
(2)在滾墨機上，從蝕刻件圖形頂面滾壓滲入縫紉機油的油墨，使油墨從頂面自然流布擴散到側面和準備形成階梯的底面，粘附有色松香粉末，經(jīng)170℃烘烤，使油墨與松香在頂面、側面和準備形成階梯的底面熔融成抗蝕保護層，準備形成階梯的底面寬度由坡度60度來定;
(3)進行第一次蝕刻，蝕刻時間16分鐘，蝕后用洗版液洗去抗蝕保護層，再用10%氫氧化鈉溶液清洗，並用清水沖凈、吸干;
(4)在滾墨機上，從蝕刻件圖形頂面滾壓滲入縫紉機油的油墨，使油墨從頂面自然流布擴散到側面(包括第一次蝕刻形成的階梯)和準備形成階梯的底面，粘附有色松香粉末，經(jīng)170℃烘烤，使油墨與松香在頂面、側面(包括第一次蝕刻形成的階梯)和準備形成階梯的底面熔融成抗蝕保護層;
(5)第二次蝕刻同二、(3)步驟;
(6)重復二、(4)步驟，控制油墨流布的寬度，使抗蝕保護層從頂面向底部延伸，在頂面、側面(包括第一、二次蝕刻形成的兩個階梯)和準備形成階梯的底面形成保護層;
(7)第三次蝕刻同二、(3)步驟;
三次蝕刻后，圖形側面為與坡度60度相適應的階梯形，累計深度為0.6毫米。
三、坡形形成的蝕刻，蝕刻分三次進行。
(1)將蝕刻液溫度降為29℃;
(2)每次蝕刻前，將清洗、吹干的刻件，從頂面圖形滾壓油墨，控制油墨流布的寬度，使抗蝕保護層從底部向頂面逐次收縮一個階梯，即預定削除的階梯不形成保護層;
(3)三次蝕刻與二、(3)類同，蝕刻時間第一次8分鐘，第二次6分鐘，第三次4分鐘，蝕刻由底部向頂面逐次削去一個階梯。
三次蝕刻畢，總深度達到0.8毫米，圖形側面形成60度的坡形。
3.蝕后處理將蝕刻完畢的鋼印在220℃的烤箱內(nèi)烘烤2～3小時以消除氫脆，最后經(jīng)檢驗、涂油防銹即可交付使用。
權利要求
1.滾筒(輪)鋼模快速深度化學蝕刻，包括制備經(jīng)金加工的鋼模毛坯，按預定圖紋繪制墨稿、制備底片，其特征在于a.鋼模毛坯是經(jīng)熱處理和磨削后的合金工具鋼或其它鋼料、b、在鋼模毛坯上采用轉貼光致干膜、復底片、360度曝光、曬印、顯形和修正，在鋼模毛坯上形成掩蔽抗蝕圖形，c.具掩蔽抗蝕圖形的鋼模毛坯在蝕刻機中360度蝕刻，分為輪廓形成、深度形成和坡形形成三道蝕刻工序，d.各道蝕刻工序中的側面抗蝕保護是采用油墨輥在蝕刻件圖形頂面滾壓油墨，藉油墨流布擴散至已蝕刻出的側面，在油墨上粘附有色松香粉末，經(jīng)烘烤，使松香粉末與抗蝕油墨熔融成保護層、e.蝕刻件的形狀是圓柱形、圓錐形、平面形、弧面形或其它幾何形狀。
2.根據(jù)權利要求1所述的滾筒(輪)鋼?？焖偕疃然瘜W蝕刻，其特征在于深度形成工序的蝕刻是按深度要求進行的多次蝕刻，在每次蝕刻前，通過控制油墨流布的寬度，使抗蝕保護層在第一次蝕刻后逐一向下延伸一個階梯和一個準備形成階梯的底面，從而每次蝕刻形成一個階梯，深度形成后的圖形側面為與坡度相適應的階梯形。
3.根據(jù)權利要求1所述的滾筒(輪)鋼模快速深度化學蝕刻，其特征在于坡形形成工序的多次蝕刻，在每次蝕刻前，通過控制油墨流布的寬度，使抗蝕保護層由底部向頂面逐次收縮一個階梯，蝕刻中將深度蝕刻形成的側面階梯，由底部向頂面逐次削除一個階梯，波形形成后的圖形側面為預定坡度的坡形。
全文摘要
本發(fā)明是一種對滾筒、滾輪及弧面鋼模進行快速深度化學蝕刻的工藝。
文檔編號C23F1/02GK1034762SQ8810080
公開日1989年8月16日 申請日期1988年2月5日 優(yōu)先權日1988年2月5日
發(fā)明者虞凌 申請人:虞凌