蚀刻装饰板的基材:201 蚀出来为什么发花
同一套菲林、同一槽药水,换成 201 蚀出来却是一片麻点。这篇讲硫化锰夹杂怎么让蚀刻面发花,深度与侧蚀怎么补偿,线宽零点三毫米这条下限从哪来。
2010 年做一批屏风,图案是缠枝莲,客户要蚀刻。第一批用 304,效果很好,线条清晰。第二批为了省成本换了 201,同一个图案、同一套菲林、同一槽药水,蚀出来一片花,线条边缘毛毛糙糙,还有密密麻麻的小麻点。客户说这不像蚀刻,像砂纸磨过。
蚀刻到底在做什么
感光胶涂在板上,晒版,显影,图案部分露出金属,其余被胶保护。然后进蚀刻机,三氯化铁溶液喷淋,露出的金属被溶解,形成凹槽。
装饰蚀刻的深度一般零点零三到零点零五毫米,深雕做到零点一。深度不是越深越好,太深了侧壁内切,线条变细,图案失真,远看是一团糊。
药水的浓度、温度、喷淋压力,三个参数定蚀速。三氯化铁比重一点四,温度四十度,压力零点二兆帕,304 的蚀速大约每分钟零点零一二毫米。这个数每个厂略有差异,要自己拿试片测。
201 的硫
201 用锰代镍,锰的加入会带来硫。钢里的硫以硫化锰夹杂的形式存在,尺寸几微米到几十微米,分散在晶粒之间。
硫化锰在酸性溶液里溶解得比基体快。蚀刻的时候,这些夹杂先被掏空,形成小坑,坑边的胶层被掏蚀,图案边缘就毛了。麻点就是这么来的,不是药水脏,是材料本身带的。
不光是蚀刻。201 抛光出针孔、折弯开裂、焊接出气孔,很多都和这些夹杂有关。它的成本优势是真的,工艺上的麻烦也是真的,选它之前得想清楚用在哪。
304 和 430 的差别
304 的成分均匀,夹杂少,蚀出来侧壁陡,线条边缘齐。深雕零点一毫米,侧壁垂直度还能看,抛完光以后线条像刻出来的。
430 是铁素体,蚀速比 304 快三成,但晶粒粗,蚀出来侧壁有台阶,一条线看过去像锯齿。而且 430 蚀完表面容易发暗,要做后处理才能恢复光泽。
316 蚀刻效果最好,钼的加入让钝化膜更稳,侧壁最干净。但价格摆在那里,屏风这种不看耐蚀的件,用 316 是浪费,客户也不会为这个付钱。
深度和侧蚀
蚀刻是各向同性的,往下蚀的同时也往侧面蚀。深度零点零五,侧蚀大约零点零二五,线宽会变窄零点零五。菲林设计的时候要补偿,线条加宽零点零五。
细线条最吃亏。零点二毫米的线,蚀零点零五深,线就只剩零点一五,看着虚。所以图案设计有个下限:装饰蚀刻的线宽不小于零点三毫米,点阵的间距不小于零点四。
大面积的实地反而好做。整片蚀下去,侧蚀都在边缘,中间是平的。麻烦在图案的转角,尖角处侧蚀叠加,尖角会变圆。设计时要主动把尖角改成小圆角,别指望工艺能保住尖角。
前处理比蚀刻更重要
板面有油,胶粘不牢,显影时整片掉,蚀出来就是一块一块的。前处理用碱性除油,六十度,五分钟,两道水洗,烘干,一道都不能省。
感光胶的厚度要匀,二十微米左右。涂厚了曝光不足,显影不干净,残胶挡住蚀刻,图案边上留一圈毛刺;涂薄了抗不住药水,保护层被蚀穿,不该蚀的地方也花了。
菲林贴紧要真空吸附,不能有气泡。一个气泡就是一个漏光点,蚀出来一个小坑,在镜面上特别明显。菲林用完要平放,卷起来下次再用,折痕就是一条线。
我们定的选料规矩
蚀刻件一律用 304,客户要压价,就减厚度或者减抛光工序,不换牌号。这条写在报价单的备注里,省得每次争,也省得事后赔。
非要 201,也不是不能做。蚀之前先做一道预蚀刻,把表面的夹杂层蚀掉零点零一,再重新涂胶。良率能从六成提到八成五,但多了两道工序,成本差不了多少,还不如直接上 304。
蚀完要中和、清洗、烘干。残酸留在凹槽里,几天以后从缝里返出来,一片黄,擦不掉。蚀刻件做完最好过一道钝化,尤其是要装在有水汽的地方。
那批 201 的屏风,末了是退了重做。蚀刻这行,省下的料钱,十倍赔在返工上。
蚀刻的图案设计限制见不锈钢蚀刻工艺,表面的纹路搭配在拉丝纹路的方向,牌号差异可以看201 与 304 怎么分。