[發明專利]一種用于具有曲面結構的金屬制品表面蝕刻加工方法

有效

• 申請號: 201310178586.6
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN103266323A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 郭鐘寧;黃紅光;宋卿;王冠;張永俊;李玉祥
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C23F1/02
• 分類號: C23F1/02
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;宋靜娜

技術領域

本發明涉及一種在金屬制品表面蝕刻加工的方法，尤其是一種在具有曲面結構的金屬制品表面蝕刻加工的方法。

背景技術

在金屬產品制造領域中，在產品表面加工出微米級的陣列微凸或者微凹結構可以增加產品的美觀性、防滑效果、保潔效果等。相較于機械微銑加工、微車加工、激光加工、電火花加工和電化學加工，化學蝕刻法因其加工方法簡單、快速成形效果好、可以顯著降低生產成本、對設備要求低等優點而受到廣泛應用。

化學蝕刻法的原理是利用金屬與蝕刻劑（化學藥品）進行化學反應形成可溶物體而進行去除反應部分，通過控制希望被去除部分和被保護部分來達到加工的目的。通常在對模具鋼等金屬進行表面微結構的蝕刻加工時，要對模具鋼等金屬材料制品表面進行掩膜處理，即在被加工金屬表面涂覆一層絕緣膠，未涂覆絕緣膠的部分與蝕刻液進行化學反應。這種蝕刻方法加工出來的圖形往往存在表面開口大，內部開口小的形狀，其斷面如梯形，表面被去除形成的凹坑和凸起之間因為有棱邊和棱角而不能很好的平滑過渡，這樣造成的后果是加工金屬制品摸起來手感不好，同時也影響視覺效果。而且，對于具有曲面結構的金屬制品來說，這種蝕刻加工方法加工出來的表面微凹坑往往深度相同，這樣造成的結果是金屬制品的平面加工面與未加工的曲面之間突然出現微凹坑和微凸起，給人一種不舒服的感覺，另外，在視覺效果上也不美觀。為此，由金屬制品的曲面到平面微凹坑和微凸起的深度逐步加深，特別是對于手機磨具或者電腦外殼磨具上曲面部分的光亮面到曲面的加工面微結構深度逐漸增加，直到平面部分蝕刻深度均勻一致就成為一種需求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處而提供一種可用于具有曲面結構的金屬制品表面蝕刻加工方法，所述方法可以在金屬制品的曲面加工面加工出深度逐漸增加的微結構，直到金屬制品的平面部分加工出的深度均勻一致的微結構。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：一種用于具有曲面結構的金屬制品表面蝕刻加工方法，包含以下步驟：

（1）掩膜：在金屬制品的平面和曲面上分別涂覆多個正方形耐腐蝕膠，所述金屬制品平面上以及金屬制品平面與曲面結合處相鄰兩個耐腐蝕膠之間的間隙寬度均為耐腐蝕膠邊長的1/4～1/3，所述金屬制品曲面上相鄰兩個耐腐腐蝕膠之間的間隙寬度從金屬制品平面與曲面的結合處到金屬制品曲面的邊緣逐漸增大，所述金屬制品曲面邊緣處相鄰兩個耐腐蝕膠之間的間隙寬度為耐腐蝕膠邊長的1/2～1/1；

（2）遮擋：用耐腐蝕遮擋物將金屬制品的曲面上方遮擋；

（3）初次蝕刻：將遮擋后的金屬制品放在蝕刻機中進行初次蝕刻，從蝕刻機噴嘴中噴出的蝕刻液a的壓力為0.3～1.8psi，蝕刻時間3～10min；

（4）脫膜：將初次蝕刻后的金屬制品清洗脫膜，并將遮擋金屬制品曲面部分的耐腐蝕遮擋物去掉；

（5）再次蝕刻：將脫膜處理后的金屬制品再放到蝕刻機中進行再次蝕刻，從蝕刻機噴嘴中噴出的蝕刻液a的壓力為0.1～0.8psi，蝕刻時間2～6min；

（6）浸泡：對再次蝕刻后的金屬制品進行清洗，然后放到蝕刻液b中浸泡，浸泡時間0.5～2min；

（7）后處理：將經過步驟（6）處理后的金屬制品清洗，并去除金屬制品表面的雜質。

本發明所述用于具有曲面結構的金屬制品表面蝕刻加工方法，先對金屬制品表面進行掩膜處理，通過在掩膜處理過程中逐步增加從金屬制品曲面到曲面邊緣處的掩膜間隙，對金屬制品的曲面部分采用耐腐蝕遮擋物進行遮擋后再進行加工，實現在金屬制品的曲面加工面加工出逐漸增加的微結構，直到金屬制品的平面部分加工出的深度均勻一致的微結構。所述微結構指微凹坑和微凸起。最終加工后的金屬制品斷面的微結構呈凸凹狀的連續正弦曲線狀，從金屬制品的曲面邊緣處到曲面與平面的結合處，微凹坑和微凸起的深度逐漸增加，直到金屬制品的平面上，微凹坑和微凸起的深度均勻一致；而金屬制品的曲面與平面上微凹坑和微凸起的寬度尺寸相同。

所述步驟（1）在掩膜處理時，掩膜呈正方形，掩膜與掩膜之間留有掩膜間隙，金屬制品的平面上掩膜間隙大小一致，即金屬制品平面上相鄰兩個耐腐蝕膠之間的間隙寬度均為耐腐蝕膠邊長的1/4～1/3；金屬制品平面與曲面結合處相鄰兩個耐腐蝕膠之間的間隙寬度也為耐腐蝕膠邊長的1/4～1/3；而在金屬制品的曲面上，掩膜間隙從曲面與平面的結合處到曲面的邊緣處，掩膜間隙逐漸增大，即從曲面與平面的結合處掩膜間隙為耐腐蝕膠邊長的1/4～1/3，增大到曲面邊緣處掩膜間隙為耐腐蝕膠邊長的1/2～1/1。