照相腐蚀加工是把所需图像摄影到照相底片上,再将底片上的图像经过光化学反应,复制到涂有感光胶(乳胶)的型腔工作表面上。经感光后的胶膜不溶于水,而且抗蚀能力增强;未感光的胶膜可溶于水,经水洗清除后,部分金属便裸露出来,经腐蚀液的浸蚀,即可获得所需要的花纹、图案。照相腐蚀法的工艺过程如图15所示。
(1)原图和照相。将所需花纹或图案按一定比例绘制在图纸上,然后利用专用照相设备拍照,将原图缩小至所需大小的照相底片上。
(2)配制感光胶。感光胶的配方有很多种,以聚乙烯醇感光胶为例,其成分包括聚乙烯醇45~60克、重铬酸铵10克、水1000毫升。配制时,先将聚乙烯醇溶解于900毫升的水中,蒸煮3小时;将重铬酸铵溶解于100毫升的水中,倒入聚乙烯醇溶液里,再蒸煮半小时即可。配置过程必须在暗室进行,暗室可用红灯照明,熬制好的感光胶需严格避光保存。
(3)腐蚀面清洗和涂胶。涂胶前必须清洗模具表面。小模具可用10%的NaOH溶液加热去除油污,然后用清水冲洗;较大的模具先用10%的NaOH溶液煮沸后,再用开水冲洗。模具清洗后经电炉烘烤至50℃左右涂胶,否则涂抹的感光胶容易起皮脱落。涂胶在暗室红灯下进行,在需要感光成像的模具部位均匀、反复喷涂多次。室温高,则喷涂时间可短些。
(4)贴照相底片。在暗室红灯下,将制作好的照相底片平铺在需要腐蚀的表面上,用玻璃压紧,再用透明胶带或白凡士林将底片粘牢。型腔设计时应预先考虑到贴片是否方便,必要时可将型腔设计成镶块结构。
(5)感光。用紫外线光源(如水银灯)照射,使工件表面的感光胶膜按图像感光。注意调整光源的位置,使感光均匀。感光时间的长短根据实践经验确定。
(6)显影冲洗。将感光后的工件放入40℃~50℃的热水中浸30秒左右,使未感光部分的胶膜溶解于水中,取出后滴上碱性紫5BN染料,涂匀显影,待出现清晰的花纹后,再用清水冲洗,并用脱脂棉将未感光部分擦掉,最后用热风吹干。
(7)坚膜及修补。将已显影的型腔模放入150℃~200℃的电热恒温干燥箱内,烘焙5~20分钟,以提高胶膜的粘附强度及耐腐蚀性能。型腔表面若有未去净的胶膜,可用刀尖修除干净;缺膜部位用印刷油墨修补。不需进行腐蚀的部位,应涂汽油沥青溶液,待汽油挥发后,便留下一层薄薄的沥青层,可起到抗酸作用。
(8)腐蚀。腐蚀不同的材料应选用不同的腐蚀液。对于钢型件,常用三氯化铁水溶液,可用浸蚀或喷洒的方法进行腐蚀。若在三氯化铁水溶液中加入适量的硫酸铜粉末调成糊状,涂在型腔表面(涂层厚度为0.2~0.4毫米),可减少向侧面渗透。为防止侧蚀,也可以在腐蚀剂中添加保护剂或用松香粉刷嵌在腐蚀露出的图形侧壁上。根据花纹和图形的密度及深度腐蚀1~3次,每次约30~40分钟。腐蚀温度为50℃~60℃,深度为0.3毫米。
(9)去胶、修整。将腐蚀好的型腔用漆溶剂和工业酒精擦洗。检查腐蚀效果,有缺陷的地方经局部修描后,再腐蚀或机械修补。腐蚀结束后,表面附着的感光胶应用火碱溶液冲洗,去掉保护层,最后用水冲洗若干遍,用热风吹干,涂一层油膜即完成全部加工。