[發(fā)明專利]一種柔印陶瓷網(wǎng)紋輥的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010123371.0
• 申請日: 2010-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN101838832A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張躍飛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C25D11/04
• 分類號(hào): C25D11/04;C25D11/18;B41F31/26
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于印刷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用等離子體電解氧化技術(shù)原位制備陶瓷網(wǎng)紋滾筒的方法。

背景技術(shù)

網(wǎng)紋輥是柔性版印刷機(jī)的心臟，目前主要有金屬網(wǎng)紋輥和陶瓷網(wǎng)紋輥兩種，他們主要區(qū)別在于：相同線數(shù)的陶瓷網(wǎng)紋輥載墨量比金屬網(wǎng)紋輥大；陶瓷網(wǎng)紋輥相對(duì)容易出現(xiàn)網(wǎng)空阻塞；陶瓷網(wǎng)紋輥耐用性較好。目前，公知的陶瓷網(wǎng)紋輥是由等離子體熱噴涂方法制造的，等離子體熱噴涂技術(shù)是一種將涂層材料(粉末或絲材)送入某種熱源(電弧、燃燒火焰、等離子體等)中熔化、并利用高速氣流將其噴射到基體材料表面形成覆蓋層的工藝。然而它的工藝和生產(chǎn)設(shè)備復(fù)雜，陶瓷網(wǎng)紋輥生產(chǎn)成本高，而且涂層與基體間是機(jī)械結(jié)合，抗沖擊性能差；也存在涂層組織不均勻，性能不穩(wěn)定，涂層孔隙率高，耐腐蝕和抗氧化性能差等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服等離子熱噴涂法制備陶瓷網(wǎng)紋輥的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，成本高等不足，而提供一種利用等離子體電解氧化技術(shù)在鋁合金表面原位生成陶瓷層制備陶瓷網(wǎng)紋輥的方法。

等離子體電解氧化是將工件放入電解質(zhì)溶液中，將工作電壓引到工件，在工件表面產(chǎn)生等離子微弧放電，產(chǎn)生微區(qū)局部高溫，從而產(chǎn)生高溫氧化作用，在工件(Al，Mg，Ti及其合金)表面原位生長性能優(yōu)異的陶瓷膜層。

本發(fā)明所提供的一種柔印陶瓷網(wǎng)紋輥的制備方法，包括以下步驟：

1)配置電解溶液：

①將四硼酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉、硅酸鈉和氫氧化鈉溶于水中制備電解液，電解液中四硼酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉、硅酸鈉和氫氧化鈉的濃度分別為1.15-3.00g/L、1.15-3.00g/L、8.50-17.00g/L和2.85-4.00g/L；

②在電解液中加入添加劑和放電穩(wěn)定劑，攪拌并混合均勻制得電解溶液，其中，所述的添加劑為氫氧化鉀、焦磷酸鈉和鎢酸鈉，溶液中三種化合物的濃度分別為1.00-2.00g/L、1.00-2.00g/L和1.00-2.00g/L；所述的放電穩(wěn)定劑為Al₂O₃微粉，微粉顆粒尺寸在10-50微米之間，溶液中放電穩(wěn)定劑的濃度為2.00-4.00g/L；

2)將Al合金輥筒打磨、拋光使表面粗糙度達(dá)到Ra6.3以上，并清洗干凈；

3)將步驟2)中清洗后的Al合金輥筒放入步驟1)中配置的電解溶液中，直流或脈沖高壓電源陽極連接Al合金輥筒，陰極連接銅電極板，通電進(jìn)行電解氧化操作，同時(shí)打開冷卻系統(tǒng)，使電解溶液溫度保持在40℃以下，通過在Al合金表面微放電氧化，在Al合金輥筒表面制備致密的Al₂O₃陶瓷層，一般氧化電壓維持在200V-600V之間，電流密度在10-30mA/cm²之間，反應(yīng)時(shí)間要大于30min；

4)取出Al合金輥筒清洗、自然干燥，將氧化后的表面拋光使表面粗糙度達(dá)到Ra?3.2以上，將拋光后的滾筒固定在激光或電子雕刻機(jī)上雕刻成網(wǎng)線后，便制得柔印陶瓷網(wǎng)紋輥。

其中，步驟3)中所述的高壓電源為直流高壓或脈沖高壓電源；其中直流電源要求輸出電壓100V-1000V連續(xù)可調(diào)節(jié)，脈沖電源的頻率為5KHz-40KHz，占空比10％-80％連續(xù)可調(diào)節(jié)，輸出電壓一般為100V-1000V連續(xù)可調(diào)節(jié)；電源的功率要根據(jù)制備陶瓷滾筒表面積的大小來決定，表面積乘以微弧氧化放電電流密度可以估算所需電源的功率。

步驟3)中所述的陶瓷層的厚度為150-400μm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下有益效果：

等離子體電解氧化制備陶瓷網(wǎng)紋輥不但能保證網(wǎng)紋輥陶瓷層的厚度、硬度、強(qiáng)度、耐磨度，而且工藝簡單，環(huán)境污染少等特點(diǎn)。微弧氧化的設(shè)備和裝置簡單，電解液無污染，生成成本低，且微弧氧化陶瓷膜在基體上原位生長與基體結(jié)合牢固，結(jié)構(gòu)致密，具有良好的耐磨、耐腐蝕、耐高溫沖擊和電絕緣等。

附圖說明

圖1、等離子體電解氧化裝置示意圖；其中，1為電解槽、2溫度計(jì)、3為陽極Al合金輥筒、4為電源、5為攪拌器、6為陰極銅棒、7為冷卻系統(tǒng)。

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施方式

下述實(shí)施例中所使用的等離子體電解氧化裝置如圖1所示。

實(shí)施例1

1)配置電解溶液：

①采用四硼酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉、硅酸鈉、氫氧化鈉和水配置10L電解液，電解液中四種化合物的濃度分別為四硼酸鈉1.15g/L、乙二胺四乙酸二鈉2.15g/L、硅酸鈉12.00g/L和氫氧化鈉2.85g/L；