丝印金属铭牌的蚀刻原理
利用丝网印刷在金属表面网印耐蚀油墨,保护好不需蚀刻的部位,然后由专川的蚀刻液对金属进行化学转换。以达到在金属表面产生所需的标记、图案。
概括讲,三氯化铁溶液蚀刻钢的过程是个氧化还原反应。无水的三抓化铁是棕黑色的结晶体,相对密度为2.89,极易吸水形成6个结品水的化合物FeCl3·6H2O,成为棕红色。当溶于水中其本身发生水解反应,反应式如下:
FeCl3+3H2O →Fe(OH)3+3HCl (1)
有氧化作用的Fc3+和具有还原性的Cu产生氧化还原反应生成氯化亚铁和氯化亚铜。
FeCl3+Cu → FeCl2+CuCl (2)
溶液自身的氯化亚铜仍有一定的还原性,进一步被氧化成CuCl2,其反应式为:
FeCl3+CuCl → FeCl2+CuCl2 (3)
在蚀刻中氯化亚钢越来越多,而二价铜和具有氧化性的铜发生氧化还原反应即:
CuCl2+Cu → 2CuCl (4)
在式(4)的反应中Cu2+被还原,Cu被氧化,两者发生歧化反应生成CuCl。同理CuCl又被Fe3+氧化成为CuCl2,由此可看出,Cu被氧化成为可溶性的铜盐溶解下来,完成了蚀刻刻过程。
三氯化铁溶液蚀刻铜是靠Fe3+和Cu2+共同完成的,但是Fe3+的蚀刻速度和质量都优于Cu2+。在蚀刻开始时,蚀刻液中只有Fe3+,因此开始蚀刻速度很快,蚀刻出的底面平整、线条边缘整齐陡直。随着反应的进行,Fe3+不断消耗,其浓度越来越低,继之Cu2+生成越来越多,逐步占蚀刻的主要地位,使之蚀刻速度变慢,这时就要考虑蚀刻液的添加和再生。
在生产中蚀刻液的蚀刻能力不是用Fe3+的消耗来衡量的而是用蚀刻液中的含铜量(g/L)来表示。因为Fe3+的消耗和Cu2+的成是相对应的。
可看出当蚀刻钢量达到78g/L时蚀刻时间加长,这时就要考虑到添加和再生。