[发明专利]一种镁合金用表面处理方法及其在制备蚀刻板上的应用

说明书

本发明公开了一种镁合金用表面处理方法及其在制备蚀刻板上的应用，所述采用的表面处理溶液包括以下浓度的各组分：无机酸2‑40ml/L，氟离子0.5‑30g/L，缓蚀剂5‑15ml/L，剩余为去离子水。所述处理方法为将镁合金工件放入所述表面处理溶液中，在一定温度下浸渍一段时间，然后取出冲洗、干燥即可。本发明所述表面处理工艺溶液的原料简单易得、价格便宜，该表面处理工艺实现了酸洗、除油、转化膜一步完成，简单有效、能耗低、污染小、成本低，处理后的表面可以用于对防腐要求不高的工况；该表面与油墨的结合力较好，有效提高了油墨涂层在基材上的附着力，提升了镁合金蚀刻板的品质。

技术领域

本发明涉及金属材料表面处理领域，尤其是涉及一种镁合金用表面处理方法及其在蚀刻板上的应用。

背景技术

镁合金被誉为“面向21世纪的绿色环保材料”，它储量丰富，具有低密度、高比强度、易于切削、良好的阻尼减震和电磁防护性能，在汽车、3C、航空航天、印刷等领域具有广阔的应用前景。

镁合金蚀刻板与铜合金蚀刻板和锌合金蚀刻板相比具有比重小，散热快，硬度高，坡度整齐、边缘光滑、脱模容易、烫印速度快、耐印率高等优点；同时不同于铜、锌重金属离子，镁离子对环境没有污染；使用镁合金蚀刻模板可以提高烫金效率与品质，改善环境、节省成本。目前美洲、欧洲在滴塑、皮革压花、热转印、服装商标和不干胶刀模、鞋底模具、会议标识、门牌标识、奖牌、铭牌、产品商标、徽章、盲文指示标牌等产品，都广泛使用镁合金蚀刻产品。

但是镁合金化学性质活泼，在大气环境中镁合金表面极其容易氧化腐蚀。在镁合金蚀刻板制造过程中容易发生由于氧化腐蚀和粘附手印等污染物,降低镁合金蚀刻板表面感光胶的附着力和解析度，造成蚀刻产品品质下降。

蚀刻工艺是一种在清洁的金属基板表面，涂覆感光胶。将印有各种图案的菲林片(掩膜)平铺在经过干燥的感光胶层上面。经紫外线曝光，未被掩膜图案遮挡的部分，接受了紫外线的能量，发生光化学反应，使原来水溶性的感光胶胶膜，变成为耐水、耐酸碱的有机膜层，紧密粘附在金属表面。在碱性显影液中，未被曝光掩部分的水溶性感光胶膜被溶解清除。从而金属基板上粘附着耐酸碱的有机膜层图案。通过喷淋硝酸或者三氯化铁等腐蚀液体，将没有有机膜层保护部分金属溶解清除，从而金属板表面形成了立体浮雕图案。与电脑雕刻相比蚀刻工艺可以同时在金属基板整个表面同时进行化学腐蚀(蚀刻)，快速形成立体图案。蚀刻的深度根据需要可以控制在0.5-5mm范围内，一般5-20min即可完成。如果采用电脑雕刻完成相同的模型，需要几天乃至十几天时间。由此可见蚀刻成型工艺是一种先进、快速、低成本的成型技术。在印刷和制鞋行业中获得广泛应用。

感光胶膜与基板金属附着的牢固度，是确保感光胶层下面的金属在蚀刻液中不被腐蚀的关键。然而与铜、锌合金不同，镁合金化学性能活泼，在大气环境中表面总是存在一层与有机涂层附着力差的碱性氧化膜。即使通过机械、化学手段清除了镁合金表面的氧化膜，一旦与大气接触镁合金材料表面瞬间又形成了氧化膜，因此镁合金涂装前处理工艺是目前世界范围内研究的热点和难点。尤其镁合金蚀刻板制造过程中，需要经过水磨砂带砂光，烘干、涂胶工序。在工序周转过程中，镁合金表面往往会容易出现氧化膜、轻微腐蚀、操作者的手印等污染缺陷,严重地降低了感光胶在金属基板上的附着力和解析度。

为了提高镁合金蚀刻板品质。镁合金蚀刻板在涂感光胶前需进行除油、除氧化膜、磷化等常规的预处理。美国生产的蚀刻板采用磷化处理。常规的镁合金材料预处理工艺流程如下：中温碱溶液除油——水洗——酸洗——水洗——中温磷化——水洗——去离子水洗——干燥——涂感光胶油墨。工艺流程长，产生的废水、废渣多、耗能大、工艺维护复杂；镁合金磷化工艺往往需要在50-60℃下工作，磷化时间一般需要10min完成。不但能耗大，而且工艺维护麻烦，需要经常调整磷化液的PH、过滤清除沉渣；如果采用微弧氧化工艺代替磷化，设备投资大，生产成本更高，而且微弧氧化膜耐腐蚀性能强，还会影响蚀刻的速度。

发明内容