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如何防止金属标牌腐蚀

作者: 来源: 日期:2013-11-05 

       金属腐蚀标牌大体分为凹字标牌.凸字标牌和凸凹字结合标牌这三种。腐蚀标牌的基本要求:图案美观.线条清晰.深度合适.底面平整.色彩饱满.拉丝均匀.表面色泽一致。腐蚀标牌的特点:耐候.耐溶剂性较强;即使油漆脱落仍然具有铭牌的功能。金属标牌怎样才能达到审美要求和客户的要求哪?我们必须抛弃八九十年代甚至六七十年代的落后技术和盆盆罐罐的陈旧设备。学习先进的生产技术,使用便捷的耗材和腐蚀液,更换专用设备。
        一. 学习先进的生产技术。要想学习先进的技术必须做到以下几点: 
       1. 打破陈旧的生产模式。许多标牌厂家有的已有几十年的历史,但至今仍沿用着建厂时的生产模式和技术,如自己熬骨胶.摔胶.太阳晒版.盆盆罐罐腐蚀.手工注漆等,有些技术在当时是先进的,可现在哪?耗费大量的人力物力,成本高.效率低.质量差.做不出理想的标牌。当然,有些老的技术手段至今还有使用价值,甚至还离不开它。但是,时代在发展,技术在进步,我们有些厂家固守陈规,为什么?值得我们思考。 
       2. 加强与同行和标牌研究单位的交流。我认为改革开放的主要意义在于:走出去,拿进来。走出厂房.走出地域.甚至走出国门。去学习先进的管理模式,先进的生产技术,去借鉴.去筛选.拿来发展自己的企业。当然,有人会说,国门我走不出,同行不愿交流,研究单位找不到等一系列的问题。我想问,你去真诚的交流了吗?标牌的研究单位你真地去努力找了吗?  
       3. 合理定位,切勿“好高骛远”。合理定位就是以多数客户的市场的需求定位,以自己的生产能力定位。各位老板,请问你们标牌的主打产品是什么?我想多数人的回答应该是设备标牌。因为设备标牌市场广阔,批量大,占标牌总量的80%以上,且制作相对简单,定型后几乎长期不变。只要你的质量过关,价格合理,可常年为同一客户生产。这里有两个关键词:质量过关.价格合理,也就是说质量决定价格。标牌不仅是设备的铭牌,同时也有为设备画龙点睛之妙笔。可以想象假如你生产的标牌拿在客户手中爱不释手,他还与你讨价还价吗?他还去找其他厂家吗?我想不会的。但反之则不然。 切勿“好高骛远”。如果基本的设备标牌都没做好,你还想去学所谓高档的标牌吗?即使你学会了,有市场吗?我个人认为,从基础做起,先做好基本的,再寻求所谓高档的。  
       二. 选用耐腐蚀油墨的问题。金属腐蚀标牌使用的耐蚀刻油墨必须具备以下几点要求:便于丝网印刷.有较小的流变性.墨质细腻无针孔. 成像清晰.与板材结合牢固.耐腐蚀.腐蚀完成后易脱墨等。耐腐蚀油墨大体可分为两种:网印耐腐蚀成像油墨;紫外光成像耐腐蚀油墨。 
       1.网印耐腐蚀成像油墨: 该油墨从耐腐蚀方面可分为三种:a.耐酸腐蚀;b.耐碱腐蚀;c.耐酸、碱腐蚀。 
       a:耐酸腐蚀油墨腐蚀完成后使用碱溶液除膜。这种油墨使用比较简便,网印速度快,适合批量生产。耐酸腐蚀油墨还分为自干型和热固型两种,自干型油墨颗粒比较粗,印刷后针孔多,成像粗糙,须仔细修版,耐腐蚀性能差,费工费时,适合较大的图案的标牌,但价格较低。热固性油墨颗粒细腻,适合细网纱印刷,几乎无针孔,成像精细,经过烘烤油墨中的耐腐蚀成分浮于墨层表面。所以耐腐蚀性能极强,适用于精细图案和需要深腐蚀的标牌,但价格相对自干型油墨较高。 
       b.耐碱蚀刻油墨主要用于铝氧化后对氧化膜进行保护,除掉其它氧化膜进行再氧化加工染色,最后用溶剂清除油墨。该工艺工序繁多,但做出的产品精细美观,适用于手机壳. 化妆品包装,高档产品铭牌等。 
       c.耐酸、碱蚀刻油墨,该油墨因其墨质细腻,光泽均匀,耐侯性强,可替代面漆使用,主要用于凹字标牌腐蚀。使用方法是将油墨通过网版印刷在金属标牌上,通过烘烤固化后放入碱性溶液除去金属氧化膜,再放入酸性腐蚀液中进行腐蚀,腐蚀完成后无需清除油墨。其特点是生产速度快,省时省工,省去了反复除膜对金属表面的破坏。 
       2.紫外光成像油墨,也称感光蓝油.金属感光胶.感光油墨等。该油墨的特点是紫外光成像.图案精细.耐腐蚀能力强;用空网版印刷,也可用喷枪喷涂。与传统的骨胶相比,耗电低,省工省时,无需自己熬胶,无需人工摔胶,无需高温烤版;油墨的利用率高达98%。根据标牌的材质不同紫外光成像油墨分为两种:a.不锈钢板.钛金板.铜板专用感光油墨;

       b.铝板专用感光油墨。 
       a.不锈钢板.钛金板因其表面光滑对耐腐蚀感光油墨的附着力要求较高,否则耐腐蚀能力极差。然而,对金属附着力越强的油墨后期退除油墨也相对困难。幸好不锈钢板.钛金板和铜板耐氢氧化钠强碱性溶液腐蚀,可以在强碱溶液中的较高温度(60—80℃)下除膜而不会对金属表面造成损伤。
b.铝板专用感光油墨。因我们目前使用的耐腐蚀金属感光油墨腐蚀完成后需要用氢氧化钠强碱性溶液清除膜层,但是铝材在强碱溶液中能迅速腐蚀,即破坏了铝表面的平整度和光洁度,也将填充得色漆烧掉,特别是使用电泳填漆机填漆时,因需要先电泳填漆,再清除油墨,往往清除油墨的同时电泳漆一起脱落。其原因并非电泳漆不耐碱溶液,而是强碱性溶液对铝板快速腐蚀,并行成侧腐蚀将电泳漆从周边掀起。解决这个问题的关键是改变金属感光油墨的性质,使其保持原来的粘稠度和与金属结合的牢度的同时,即耐酸腐蚀,又可在弱碱性溶液中迅速溶解并不破坏铝材表面,是填充的电泳漆漆膜还不脱落。为解决该问题,我们经过反复的研究和试验配制出铝板感光油墨的专用助脱剂(CHO),是这一难题得以彻底解决。以我单位生产的耐腐蚀感光蓝油为例,每公斤油墨添加20—25克助脱剂,在铝板上不管用空网版印刷还是喷涂,通过烘烤---晒版---显影---水洗---腐蚀---水洗---电泳---烘烤完成后,再脱感光油墨就非常简单,铝板表面没有受到伤害,电泳漆仍然牢固且有光泽。
无论你在何种金属上使用感光油墨都必须注意以下几个问题: 
       1. 金属必须彻底脱脂并清洗干净后烘干或自然干燥; 
       2. 印刷或喷涂感光油墨必须墨层均匀,在耐腐蚀的前提下越薄越好; 
       3. 烘烤温度要根据油墨生产商的要求严格执行; 
       4. 晒版的光源应选用专用的晒版设备,晒版时间应比油墨生产商提供的数据稍长;显影液的温度应保持在30--40℃,不可过高; 
       5. 不同的金属板材应使用不同的腐蚀液,原则是尽可能低温.腐蚀速度快.侧腐蚀小; 
       6. 腐蚀机应选用高压喷射型,这种腐蚀机的特点是:腐蚀液温度较低,腐蚀速度快,侧腐蚀小,腐蚀液的利用率高,对油墨的破坏性小。 
       三. 关于金属腐蚀液的几个问题。对于标牌腐蚀液的选择应遵循经济、环保、低温、腐蚀速度快、侧腐蚀小、腐蚀后底面平整、对耐腐蚀油墨的破坏性小并可循环使用的原则。金属的腐蚀分为电化学腐蚀和化学腐蚀。我们对于金属标牌的腐蚀通常是化学腐蚀,也称微电池腐蚀。腐蚀的介质有酸性腐蚀和碱性腐蚀,标牌常用的多数是酸性。  
       1.铝牌腐蚀液。铝是活泼的金属,与氧的亲和力极强,在空气和水中能迅速形成氧化膜。由于氧化膜的存在是铝有较强的耐腐蚀能力。所以,在铝的腐蚀液中应添加一定比例的活性离子,先破坏其氧化膜再进行腐蚀。铝在腐蚀过程中是双性的即能被碱性腐蚀,也能被酸性腐蚀。铝在腐蚀液中的腐蚀分为三个过程:第一步,破坏其氧化膜。腐蚀液中的活性离子通过高压泵的加压喷射使氧化膜点状脱落,随着腐蚀的继续而全部脱落;第二步,点蚀。由于铝氧化膜在腐蚀液中活性离子的作用下点状逐渐脱落,最先裸露出的金属被腐蚀,而形成了点蚀。点蚀的结果致使金属表面凸凹不平,这是金属标牌腐蚀中须避免的。第三步,均匀腐蚀。由于铝氧化膜在腐蚀的过程中由点状脱落到全部脱落,虽然形成了点蚀,但是腐蚀液中加入了一定数量均蚀剂的作用和高压泵高压冲洗的作用,使氧化膜与被腐蚀下的金属离子迅速离开腐蚀区,使均匀腐蚀得以完成。
铝金属在PH值4.5—8.5之间处于钝化区,形成钝化膜不易被腐蚀。当PH值小于4.5时为酸性腐蚀;PH值大于8.5时为碱性腐蚀。因为标牌腐蚀中使用的保护油墨大多是耐酸性的,所以使用的腐蚀液大多也是酸性的。酸性腐蚀液的PH值并不是越低腐蚀越快。以硝酸腐蚀液为例,当浓度达到30%时,温度在15℃以上,腐蚀速度最快,温度愈高腐蚀速度愈快。如果再提高浓度腐蚀速度反而降低,当硝酸达到80%时几乎不腐蚀。
铝牌腐蚀液的主要组成是由:氧化剂、活性剂、均蚀剂和水按一定比例调制而成。因配置好的腐蚀液用肉眼观察与清水一样,所以应立即倒入腐蚀机中或贴上明显的标签,避免对人造成不必要的伤害。 
       2.不锈钢与钛金标牌腐蚀液。 
       (1)不锈钢标牌腐蚀液。不锈钢是一种特殊的材料,它有良好的耐大气和淡水介质腐蚀的性能,而且可以通过拉丝、腐蚀、抛光后获得颇佳的装饰效果。但是,不锈钢腐蚀比铜板、铝板困难得多,其最快的腐蚀方法是电化学腐蚀也称电解腐蚀。由于电化学腐蚀在标牌腐蚀中会使油墨脱落,所以标牌不适用电化学腐蚀,特别是精细图案。我们只有选择化学腐蚀。化学腐蚀大体可分为两种:强酸腐蚀和三氯化铁腐蚀。由于强酸腐蚀配方复杂,维护困难,且产生大量的烟雾,污染空气对人体有害,无净化设备的厂家不能使用。三氯化铁腐蚀配方简单,易于维护和再生。
三氯化铁腐蚀不锈钢的配方:三氯化铁、活性剂、水。配方中三氯化铁的波美度应保持在42左右,每升三氯化铁溶液添加活性剂0.8—1.2毫升。该配方腐蚀出的不锈钢底面平整光洁,无黑色的钝化膜和麻点状。
影响三氯化铁溶液对不锈钢腐蚀的因素有以下几个: 
       a.浓度的影响。化学腐蚀我们也称微电池腐蚀其氧化还原电位愈正,腐蚀速度相对愈快。随着浓度的增加,氧化还原电位变正腐蚀速度随之增加。工业级的三氯化铁因其纯度不高,氧化还原电位较负,只有波美度达到42以上时氧化还原电位才能达到腐蚀不锈钢的要求。 
       b.溶液中PH值对腐蚀速度的影响。PH值低,有力于不锈钢的腐蚀;PH值过高三氯化铁水解成氢氧化铁沉淀,失去腐蚀作用。在生产中腐蚀液使用 到一定程度应该调整其PH值。 
       c.腐蚀液温度的影响。腐蚀液的温度愈高,腐蚀速度愈快。但考虑到耐腐蚀油墨的承受能力,温度应控制在30--40℃之间为宜。 
       d.腐蚀设备对腐蚀速度的影响。在理论上腐蚀液的压力愈大,腐蚀速度愈快。高压喷射腐蚀机由于在特定的压力下对金属表面具有冲击力,使腐蚀下的金属离子和杂质能迅速离开腐蚀区,腐蚀液与被腐蚀的金属形成动能撞击提高反应速度在短时间内完成腐蚀,并使耐腐蚀油墨得不到破坏,因而提高了腐蚀质量。 
       e.不锈钢钝化膜对腐蚀速度的影响。我们在静态腐蚀和泼溅腐蚀中经常遇到不锈钢的腐蚀区表面蒙上一层黑色胶状物的沉积膜,这种沉积膜使腐蚀速度迅速降低甚至得不到腐蚀,即使腐蚀出的金属表面也程砂纸状颗粒。解决这个问题的办法:一是适当调整腐蚀液的PH值;二是提高腐蚀液的压力。在加压腐蚀过程中可将沉积的钝化膜从腐蚀区冲击掉,这也是最佳的办法。 
       (2)钛金标牌。钛金标牌的腐蚀与不锈钢标牌的腐蚀几乎相同。标牌使用的钛金板,实际上是在不锈钢的表面真空镀一层很薄的钛金属膜,并通过氧化染色处理成金黄色,其目的是保护和装饰不锈钢板。
制作钛金标牌对油墨的要求较高,因为太金板表面光滑还有一层氧化膜不易与油墨结合,而且还需通过强氧化剂的侵蚀将钛金镀膜清除掉。所以,制作钛金板标牌应选用成像好、与板材结合牢固、耐强氧化剂侵蚀的油墨。 制作方法是:先清除钛金板表面的油渍和杂物,印刷图案或感光成像,再对油墨进行固化,放入强氧化剂中迅速(1—2秒)侵蚀掉钛金镀膜,并立即取出用清水冲洗干净。检验钛金镀膜是否清除干净,油墨是否脱落。检验合格后,即可用腐蚀不锈钢标牌的方法进行腐蚀。
不锈钢腐蚀液的再生。该腐蚀液的再生其实就是提高腐蚀液的氧化还原电位和调整PH值,加入适量的过氧化氢和氢氯酸即可。 
       4. 铜板标牌。铜板标牌分为纯铜标牌和黄铜标牌。纯铜俗称紫铜,因其古朴典雅、色泽华贵大多用于高档家具铭牌、乐器铭牌、雕塑铭牌等高档产品上,而且多数不抛光、不填漆或作旧处理。黄铜标牌用途较广,可用于厂牌、旅游导向牌、设备铭牌等。铜标牌的腐蚀配方有多种,较经济实用的当属三氯化铁溶液。将三氯化铁用自来水融化,波美度调整在36—42之间,温度控制在25--40℃。虽然温度愈高,腐蚀速度愈快,但要考虑油墨和设备的承受能力。该配方的一大优点是可通过直流电解的方法将铜离子从溶液中电解出来而再次使用。办法是将溶液倒入塑料槽中,阳极挂铅板,阴极挂碳棒导入12V直流电,铜金属离子就会吸附在阴极的碳棒上。 
       由于铜板比不锈钢板易腐蚀,因而腐蚀完不锈钢板的废液也可用于铜板腐蚀。为追求铜板腐蚀完成后的光亮效果和铜板的原有色彩,也可选用三氧化铬和氯化钠溶液腐蚀。其配方:三氧化铬50克,氯化钠400克,水1升,温度20--35℃。注意:三氧化铬有毒性!!调配和使用时应严格防护,车间必须通风。  
四. 腐蚀设备的问题。标牌使用的化学腐蚀设备有流淌式、泼溅式、中心旋转吸液喷淋式、高压喷射式,也有的厂家选用电子线路板自动输送腐蚀机作为金属标牌腐蚀机使用。 
       1. 流淌式腐蚀机。该腐蚀机是用PVC朔料焊接,上面是敞开式的有一定斜度的槽子,标牌摆放在槽底,腐蚀液经泵循环在标牌上流淌。这种腐蚀机其优点是设计简单,造价低廉。但腐蚀速度慢,侧腐蚀严重,腐蚀区极易形成钝化膜而影响腐蚀。 
       2. 泼溅式腐蚀机。这种腐蚀机是在腐蚀槽的底部横穿一条轴,在轴的横截面均分三份焊接三道泼溅勺,在电机的带动下通过轴的转动带动泼溅勺将腐蚀液泼溅在标牌上进行腐蚀。这种腐蚀机造价较低,设计简单。其不足是泼溅勺容易被掉下的标牌打掉,维修麻烦;侧腐蚀较重,腐蚀中易产生钝化膜。 
       3. 中心旋转吸液喷淋式腐蚀机。这种形式的腐蚀机是六角形较深的槽体,中间竖一只空心管,管壁上钻密集的小孔,管的最下端装分水轮,上端装一皮带轮并用角铁将轴承固定,通过电机的转动将腐蚀液吸入管内再经管壁的小孔喷出来腐蚀放在槽壁上的标牌。该设备于前两款相比腐蚀速度较快,造价相对较低。其不足是液体的压力太小,腐蚀的底面不够平整,有侧腐蚀。 
       4. 电子线路板自动输送腐蚀机。该腐蚀机是为电子线路板专门设计,因其腐蚀速度慢,液体压力太小,输送滚轮承受不了标牌的重量等原因不适合金属标牌腐蚀。 
       5. 高压喷射腐蚀机。这种腐蚀机有立式、卧式、自动输送式三种。其主要优点:高压喷射腐蚀速度快、腐蚀液温度低、腐蚀液的利用率高、侧腐蚀轻微、腐蚀后的底面平滑、维修率低并带有温控装置可自动加温。其不足是价位高。
      综上所述,要想制作出理想的标牌就必须从设备、油墨、耗材以及生产工艺上加以改进。


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