目前,我國人造木材行業應用的模具板主要是從歐洲進口,不僅價格昂貴,而且修復困難,因此不銹鋼模具板的國產化勢在必行。本文針對國產不銹鋼板材,研究了化學蝕刻、化學拋光和電鍍鉻工藝參數。

　　各種溶液組成：工藝流程和工藝規范

　　不銹鋼工件→前處理(手工清理,去除毛刺和焊瘤等)→除油(70～80℃,除盡為止)→清洗→干燥→覆蓋帶有圖紋的膜(應具有無孔、耐蝕和耐熱)→化學蝕刻(45～50℃,蝕刻速度10～20μm/h)→清洗→脫膜→清洗→化學拋光(25～40℃,1～5h)→清洗→中和(25～40℃,1min)→清洗→電鍍鉻(陰極電流密度50～60A/dm2,55～60℃)→產品→保護處理→入庫。

　　影響蝕刻的因素

　　1)FeCl3的質量濃度

　　在蝕刻溫度為50℃和鹽酸為12mL/L條件下實驗:a.FeCl3質量濃度不僅影響蝕刻速度,而且影響蝕刻質量。當FeCl3小于600g/L時,蝕刻速度慢,很難達到蝕刻效果;b.當FeCl3在600～900g/L范圍內,蝕刻速度隨FeCl3質量濃度的增加而增大;c.當FeCl3質量濃度大于900g/L時,不僅蝕刻速度隨著FeCl3質量濃度的增加而減小,而且蝕刻面出現不均勻現象,蝕刻面大時尤為明顯,這是由于蝕刻產物在蝕刻面上結晶析出所致。綜合考慮,對于奧氏體不銹鋼,FeCl3質量濃度應控制為660～850g/L。另外,攪拌有利于蝕刻產物的溶解,但是攪拌速度太快會引起圖紋膜脫落。

　　2)鹽酸的質量濃度　不銹鋼的蝕刻速度隨溶液酸度增加而增大,因此在蝕刻溶液中加入一定量鹽酸、磷酸或硫酸等有利于提高蝕刻速度,同時可以避免Fe3+水解。實驗結果顯示,采用8～20mL/L的鹽酸效果較好。

　　3)蝕刻溫度　蝕刻溫度不僅影響蝕刻速度,而且影響蝕刻面的光澤度、平整性和圖紋膜的穩定性。從動力學角度考慮,蝕刻速度隨著溫度升高而增大,但是溫度太高,蝕刻面粗糙度增大和咬邊現象明顯。綜合考慮蝕刻速度、蝕刻效果和圖紋膜的熱穩定性等,控制蝕刻溫度在45～50℃范圍內為宜。

　　4)蝕刻溶液維護隨著蝕刻反應的進行,蝕刻速度逐漸減小。在蝕刻過程中,及時補加鹽酸和雙氧水使蝕刻溶液再生,保證FeCl3的氧化電位大于540mV。

　　化學蝕刻最佳配方和工藝參數為:FeCl3660～850g/L、HCl(36%)8～20mL/L,添加劑10～20g/L,溫度45～50℃。在此條件下,蝕刻速度為10～20μm/h,蝕刻時間根據圖紋具體深度而定。化學拋光最佳配方和工藝參數為:硝酸(65%)15～40mL/L,鹽酸(36.5%)60～100mL/L,磷酸(85%)20～45mL/L,復合光亮劑1～5g/L,緩蝕劑0.2～2g/L,增稠劑2～20g/L,拋光溫度為25～40℃,拋光時間為1～5h。在此條件下,可以獲得光亮如鏡的拋光面。

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