化学腐蚀加工技术优化方法

1.化学腐蚀加工的基本原理及特点

实践表明，许多塑料制品的表面拥有各种各样的图文，如皮革纹、橘皮纹、木纹等装饰纹以及各种凸凹文字、商标图案等。赋予这些诸多图文的模具，可用化学腐蚀法加工。

化学腐蚀加工是根据制品及其模具图样对图文的加工要求，在模具成形表面的某些部位用防腐材料覆盖，然后用酸、碱、盐等化学溶液将未覆盖的部分表面腐蚀到一定深度，来获得所要求的图文的方法。模具零件表面成形加工复杂图案、文字及其花纹的化学腐蚀加工方法，常用的是照相腐蚀技术。

化学腐蚀加工有如下一些特点：

1）腐蚀加工，特别是照相腐蚀加工，其加工成形的图文精度高、图案仿真性强，腐蚀深度均匀，模具加工的塑料制品具有良好的外观质量。

2）腐蚀加工可在钢制零件淬火、抛光后进行，这样可以确保成形表面不受热处理变形的影响。也可在非金属（如玻璃、石板等）制作的零件表面进行化学腐蚀加工，即不受材料种类的限制。

3）加工大型模具零件的成形表面时，采用滴加腐蚀剂的方法可进行局部腐蚀，不影响已加工好的成形表面。

4）化学腐蚀加工，不需要大型、专用设备和二类工具，加工成本低廉。

5）腐蚀液和蒸汽污染环境，对设备和人体有危害作用。需采取适当的防护措施等。

2.照相腐蚀工艺

照相腐蚀加工法，是照相制片与化学腐蚀相结合的制模技术，即把所需图像摄影到照相底片上，再将底片上的图像经光化学反应，复制到涂有乳状感光胶的型腔表面上。经感光后的胶膜既不溶于水，更增强其抗腐蚀能力。未感光的胶膜部分能溶于水，将其用水清洗去除后，这部分金属即裸露出来，经腐蚀液侵蚀后便可获得所需要的图案、文字和花纹。

照相腐蚀加工法的工艺过程如下：

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图3-49所示为照相腐蚀的主要工序示意图。

（1）原图和照相 将所需图形或文字按一定比例绘制在图纸上，形成颜色分明的图案即为原图，然后通过照相（专用的照相的设备），并将原图放大或缩小在照相底片上。

（2）感光胶的涂覆 为了提高感光效果，首先将模具放在金属清洗剂溶液中或用汽油及去污粉清洗其表面，然后用清水冲洗。

图3-49 照相腐蚀加工过程示意图

（3）选择适宜的感光胶（喷胶或摇胶 ）将感光胶涂布于模具表面上。如果面积较大时，选择喷胶用压缩空气喷枪将聚乙烯醇感光胶，以约150mL/m²的用量喷涂在模具表面上。如果面积不大时，可选择摇胶并用摇胶机在需腐蚀的表面进行涂布，摇胶时要控制温度和转速，以便控制其胶层厚度。常用的感光胶有骨质感光胶、蛋白感光胶和聚乙烯醇感光胶等。

（4）曝光 曝光是将照相底片贴在涂有感光胶的成形表面上，并使其紧密贴合，然后用紫外光照射，使成形表面上的感光膜按图像感光。光照的时间应根据光的强弱、感光胶种类及灯的照射距离等因素进行选择，一般为3～10min。随后用水冲洗，即可在照相底片上呈现黑白分明的图案或文字及花纹。

（5）显影 将曝光后的模具成形零件先放在40～50℃的热水中浸没约30s，然后放在碱性紫5BN染料中显影，再放在流水中用脱脂棉擦洗，用水洗净后晾干或吹干。

（6）坚膜 将已显影的模具成形表面放入150～200℃的电热恒温箱中保持5～20min，使膜层由青莲色变成咖啡色，然后用刀或针尖修除余膜，缺膜处用油墨修补，不需腐蚀处应涂汽油沥青溶液或凡士林，大面积不腐蚀部位需涂防腐漆保护。

（7）固化 经感光坚膜后，抗蚀能力仍不强，必须进一步固化。聚乙烯醇胶一般在180℃固化15min，即呈深棕色。固化温度与金属材料有关，铝板不超过200℃，铜板不超过300℃，时间为5～7min，直至表面呈深棕色为止。

（8）腐蚀 腐蚀不同材料选择不同的腐蚀剂。对于钢质零件的型腔常用三氯化铁水溶液，可用侵蚀或喷洒的方法进行腐蚀。如在三氯化铁溶液中加入适量的硫酸铜粉末调成糊状，涂于型腔表面0.2～0.4mm厚度，可减少向侧面渗透。为了防止侧蚀，也可在腐蚀剂中添加保护剂或用松香粉嵌在腐蚀露出的图案侧壁上，腐蚀温度一般为50～60℃，根据花纹密度和深度一般需腐蚀1～3次，每次需30～40min，深度可达约0.3mm。

（9）去胶和修整 将腐蚀好的型腔用漆溶剂和工业酒精擦洗。随后检查效果，对于有缺陷的地方进行局部修描，然后再腐蚀或机械修补。腐蚀结束后，表面附着的感光胶用火碱溶液冲洗使保护层烧掉，最后用水冲洗几遍，以干净为准。用热风吹干，涂一层油膜入库。