El Acero inoxidable grabado consiste en sumergir las piezas metálicas en una solución de grabado compuesta de varios componentes químicos. Después de un cierto período de reacción a temperatura ambiente o bajo calentamiento, el metal a grabar se disuelve lentamente y eventualmente alcanza la profundidad de grabado requerida, de modo que la superficie de las piezas metálicas revela textos o patrones decorativos con un sentido tridimensional cóncavo y convexo. .
El proceso de grabado es la autodisolución del metal en una solución química, el proceso de corrosión. Este proceso de disolución se puede llevar a cabo de acuerdo con mecanismos químicos o electroquímicos, pero dado que las soluciones metálicas y el grabado son soluciones generales ácidas, alcalinas y electrolíticas. Por lo tanto, el grabado químico de metales debe realizarse según el mecanismo de disolución electroquímica.
Tecnología de grabado
Una tecnología de procesamiento que utiliza la erosión de la superficie del metal para eliminar el metal de la superficie del metal.
(1) Grabado electrolítico
Utilizando el molde maestro como cátodo conductor y el electrolito como medio, el grabado se concentra en la parte de procesamiento.
(2) Grabado químico
Un método que utiliza una película resistente a productos químicos para eliminar la erosión por grabado y concentrar la acción en la parte deseada.
Proceso de fotograbado
Una tecnología de procesamiento que forma una capa de película fotosensible resistente a productos químicos (fotorresistente) uniformemente sobre la superficie del metal y luego expone la imagen original a luz ultravioleta, etc., y luego realiza un tratamiento de imágenes para formar una capa de recubrimiento de película resistente a productos químicos. de la forma deseada. Luego, la parte expuesta es corroída química o electroquímicamente por la solución ácida o alcalina en el baño de grabado para disolver el metal.
(3) Características de la tecnología de grabado químico
• No se requieren herramientas como electrodos ni maestros, por lo que no hay necesidad de costos de mantenimiento para estas herramientas.
• El tiempo necesario desde la planificación hasta la producción es corto y es posible un procesamiento a corto plazo.
• Las propiedades físicas y mecánicas del material no se ven afectadas por el procesamiento.
• El procesamiento no está limitado por la forma, el área o el peso.
• El procesamiento no está limitado por la dureza o la fragilidad.
• Se pueden procesar todos los metales (hierro, acero inoxidable, aleaciones de aluminio, aleaciones de cobre, aleaciones de níquel, titanio y aleaciones Steller).
• Es posible un procesamiento de alta precisión.
• Se puede aplicar procesamiento de diseño complejo, irregular y discontinuo.
• La eficiencia del procesamiento es buena para un área grande, pero su eficiencia es peor que la del procesamiento mecánico para un área pequeña.
• El corte horizontal es fácil de obtener alta precisión, pero no es fácil obtener la misma precisión del procesamiento mecánico en profundidad y en dirección vertical.
• La composición del objeto procesado debe ser uniforme. No es fácil procesar materiales irregulares sin problemas.
Rango de espesor del procesamiento de grabado
En términos generales, el rango de procesamiento de grabado de metales está entre 0.02 y 1.5 mm. Para materiales con un espesor superior a 1.5, el tiempo de procesamiento de grabado es muy largo y el costo es muy alto. No se recomienda utilizar tecnología de procesamiento de grabado. Se puede seleccionar estampado, corte de alambre o láser. Pero si existe el requisito de medio grabado, ¡se necesita tecnología de procesamiento de grabado!
Ventajas y características del procesamiento de grabado.
El procesamiento de acero inoxidable grabado tiene una mayor capacidad de producción que el procesamiento de estampado, mayor eficiencia, ciclo de investigación y desarrollo corto y velocidad de ajuste rápida. La característica más importante es que se puede semigrabar y se pueden realizar diferentes efectos de altura en el mismo material. Los usos más comunes son LOGO y varios patrones exquisitos, ¡que son efectos que la tecnología de estampado no puede lograr!
Selección y uso de varios materiales de procesamiento de grabado de acero inoxidable
Selección de materiales de acero inoxidable
Muchos factores variables representan las características del medio corrosivo, a saber, productos químicos y sus concentraciones, condiciones atmosféricas, temperatura y tiempo, por lo que si no se comprenden las propiedades exactas del medio, es difícil utilizar y seleccionar materiales. Sin embargo, lo siguiente se puede utilizar como guía para la selección:
El tipo 304 es un material muy utilizado. Puede resistir la oxidación general en la construcción, puede resistir la corrosión de los medios de procesamiento de alimentos (pero las condiciones de alta temperatura que contienen ácidos concentrados y componentes de cloruro pueden causar corrosión) y puede resistir compuestos orgánicos, tintes y una amplia variedad de compuestos inorgánicos.
El tipo 304L (bajo en carbono) tiene buena resistencia al ácido nítrico y es duradero al ácido sulfúrico a temperaturas y concentraciones moderadas. Se utiliza ampliamente como tanques de almacenamiento de gas licuado, equipos de baja temperatura (304N), utensilios y otros productos de consumo, equipos de cocina, equipos hospitalarios, vehículos y equipos de tratamiento de aguas residuales.
El tipo 316 contiene un poco más de níquel que el tipo 304 y entre un 2% y un 3% de molibdeno. Tiene mejor resistencia a la corrosión que el Tipo 304, especialmente en medios de cloruro que tienden a causar corrosión primaria. El tipo 316 se ha desarrollado para su uso en despulpadoras de sulfito debido a su resistencia a los compuestos de ácido sulfúrico. Además, su uso se ha ampliado para manipular muchos productos químicos en la industria de procesos.
El tipo 317 contiene entre 3% y 4% de molibdeno (también el nivel más alto obtenido en esta serie) y contiene más cromo que el tipo 316, que tiene mayor resistencia a la corrosión por picaduras y grietas.
El tipo 430 tiene un contenido de aleación menor que el tipo 304 y se usa para aplicaciones decorativas de alto brillo en atmósferas suaves y también se puede usar en equipos de procesamiento de alimentos y ácido nítrico.
El tipo 410 tiene el contenido de aleación más bajo de los tres aceros inoxidables de uso general y se selecciona para piezas de alta carga que requieren una combinación de resistencia y resistencia a la corrosión, como los sujetadores. El tipo 410 resiste la corrosión en atmósferas suaves, la humedad y muchos medios químicos suaves.
El tipo 2205 es superior a los tipos 304 y 316 porque tiene una alta resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión por cloruro y tiene aproximadamente el doble de resistencia. Placa de acero inoxidable 316, tubería de acero inoxidable 316, tira de acero inoxidable 316
Material de acero inoxidable grabado 304 H-TA significa
Se refiere a los requisitos de planitud del acero inoxidable grabado. H representa la dureza y la dureza mínima de las importaciones japonesas es 370 o superior. TA representa un tratamiento de alivio de tensiones, lo que significa que se agrega un tratamiento de recocido durante el proceso de producción. TA = ACABADO RECOCIDO POR TENSIÓN, que es fabricado por el propio Nichikin y tiene requisitos de planitud.
Por ejemplo: SUS304-CSP-H no tiene requisitos de planitud relevantes, SUS304CSP-H -TA tiene requisitos de planitud y los materiales TA se utilizan ampliamente en accesorios de precisión como automóviles, teléfonos móviles, ópticas y maquinaria.
Método de procesamiento de grabado de metales
(1) Operación de enmascaramiento
La mayoría de los moldes tienen formas complejas y la superficie que se debe grabar rara vez es solo una superficie plana. En cambio, hay planos tridimensionales, superficies curvas bidimensionales, superficies curvas tridimensionales y superficies curvas planas profundas. Durante el procesamiento, la superficie de procesamiento y la superficie de no procesamiento deben estar separadas, y la superficie de no procesamiento debe estar completamente protegida contra la corrosión.
Para separar las áreas de procesamiento y no procesamiento, el área de no procesamiento se cubre con recubrimientos o cintas resistentes a productos químicos, lo que se denomina enmascaramiento.
Debido a que el producto químico utilizado para el grabado es una solución acuosa, cualquier pequeño espacio o agujero que quede expuesto invadirá, por lo que el enmascaramiento debe ser perfecto, por lo que debe repetirse varias veces, y el tiempo de operación requerido representa del 30% al 40% del tiempo. tiempo total de operación.
(2) Operación de formación de patrones
En el rango a procesar, la operación de recubrimiento se lleva a cabo de acuerdo con el patrón de procesamiento, y las partes a grabar se separan de las que no se van a grabar. Esta operación incluye fotografía, método chino, método de adición de carne, método de piel de pera, etc. Debido a los diferentes objetos o procedimientos de procesamiento, el método de operación debe seleccionarse adecuadamente.
(3) Operación de grabado
El químico se vierte o se sumerge en el molde expuesto a procesar, y solo se disuelve y retira la parte expuesta. La solución utilizada es una solución acuosa ácida y la concentración se diluye hasta un rango controlable.
Cuanto mayor es la concentración, mayor es la temperatura, más rápida es la velocidad de grabado y cuanto más largo es el tiempo de contacto entre la solución de grabado y la superficie de procesamiento, más grabado se realiza. Después del grabado, el producto químico adherido a todo el molde se lava con agua, se neutraliza con una solución acuosa alcalina y finalmente se seca por completo.
(4) Postprocesamiento
Después del grabado, el molde aún no se puede enviar. Se debe quitar la pintura o cinta utilizada para enmascarar. También es necesario confirmar si el grabado es uniforme. Por ejemplo, si el grabado es desigual debido a una soldadura deficiente o al material del molde, se debe recortar.
Si es necesario, retire el revestimiento del patrón en la superficie grabada, dejando solo el enmascaramiento de la superficie no procesada, y luego realice una operación de decapado ligeramente grabada o pulido con chorro de arena para que la superficie grabada sea uniforme y brillante.
• Arenado
El chorro de arena es un método que utiliza el poder del aire o el agua y el aire para rociar partículas duras similares a la arena sobre la superficie del metal para formar un estado fino y rugoso similar al vidrio esmerilado en la superficie.
El grabado es un método químico de tratamiento de superficies que a veces afecta la apariencia del producto terminado. El arenado es un método físico para solucionar problemas que son difíciles de resolver con métodos químicos.
Puede dividirse en
- (1) Brillo total (100%): perlas de vidrio
- (2) Semibrillante (50%): 50% vidrio + 50% corindón
- (3) Mate (0%): corindón (arena de óxido de aluminio)
Debido a los diferentes materiales de resina utilizados y las diferencias en las condiciones de moldeo por inyección, es difícil ajustar completamente el brillo con un solo proceso de arenado, por lo que debe repetirse muchas veces.
Lo que debes saber sobre las operaciones de grabado de moldes
• Grabando
Los productos de cuero tienen varios toques. Durante el proceso de fabricación, las arrugas formadas mostrarán un aspecto suave. Esta arruga es el prototipo del llamado “grabado”. El método desarrollado para reproducir esta textura en productos plásticos es el proceso de grabado. También hay:
- ◎ Grabado de líneas: los puntos o líneas se reúnen continuamente
- ◎ Grabado en tela: la tela se utiliza como prototipo.
- ◎ Grabado en madera: el tubo presentado por la madera.
- ◎ Grabado de patrones: se reúnen patrones geométricos
- ◎ Grabado en piel de pera: como vidrio esmerilado, con superficie mate
- ◎ Se utilizan letras y números para indicar la escala de masa o contenedores.
Las cosas con forma plana y que pueden representarse mediante un manuscrito en blanco y negro se pueden procesar mediante grabado.
El grabado de piel de pera se usa más comúnmente en moldes de plástico, es decir, patrón molido de pera (patrón fino) y patrón de cuero (patrón grueso).
La mayoría de los metales y aleaciones no reaccionan al nitrógeno molecular a altas temperaturas, pero el nitrógeno atómico puede reaccionar con muchos aceros. Y penetra en el acero para formar una capa superficial de nitruro quebradiza. En estas reacciones pueden participar hierro, aluminio, titanio, cromo y otros elementos de aleación. La principal fuente de nitrógeno atómico es la descomposición del amoníaco.
La descomposición del amoníaco se produce en convertidores de amoníaco, calentadores para plantas de producción de amoníaco y hornos de nitruración que funcionan a 371°C~593°C y una atmósfera de ~10.5 kg/mm2. En estas atmósferas, el carburo de cromo aparece en el acero con bajo contenido de cromo. Puede ser corroído por nitrógeno atómico para producir nitruro de cromo y liberar carbono para reaccionar con hidrógeno y producir metano.
Como se mencionó anteriormente, en este momento se pueden generar manchas blancas y grietas o alguna de ellas. Sin embargo, si el contenido de cromo supera el 12%, los carburos de estos aceros son más estables que el nitruro de cromo, por lo que no se producirá la reacción anterior, por lo que ahora se utiliza el acero inoxidable en ambientes de alta temperatura y amoníaco caliente.
El estado del acero inoxidable en amoníaco depende de la temperatura, la presión, la concentración de gas y el contenido de cromo y níquel. Los resultados experimentales de campo muestran que la velocidad de corrosión (profundidad de metal alterada o profundidad de carburación) del acero inoxidable ferrítico o martensítico es mayor que la del acero inoxidable austenítico, y cuanto mayor es el contenido de níquel de este último, mejor es la resistencia a la corrosión.
La velocidad de corrosión aumenta con el aumento del contenido. Acero inoxidable austenitico Está gravemente corroído por el vapor de salmuera a alta temperatura y el flúor tiene un efecto corrosivo mayor que el cloro. Para acero inoxidable con alto contenido de Ni-Cr, el límite superior de temperatura en gas seco es 249°C para flúor y 316°C para cloro.
Problemas a los que se debe prestar atención durante el procesamiento de grabado
Área de procesamiento:
El área de procesamiento de
Corte:
El corte de piezas de acero inoxidable se realiza mediante cizallamiento, corte por plasma, aserrado, etc. Procesamiento mecánico:
Las piezas de acero inoxidable también deben protegerse durante el mecanizado, como el torneado y el fresado. Cuando se completa el trabajo, se deben limpiar el aceite, las virutas de hierro y otros residuos de la superficie de la pieza de trabajo.
Procesamiento de formación:
Durante el proceso de laminado y doblado, se deben tomar medidas efectivas para evitar rayones y arrugas en la superficie de las piezas de acero inoxidable.
Reduzca la erosión lateral y las protuberancias y mejore el coeficiente de procesamiento de grabado.
La erosión lateral produce protuberancias. Por lo general, cuanto más tiempo esté el tablero impreso en la solución de grabado (o usando una antigua máquina de grabado con giro de izquierda a derecha), más grave será la erosión lateral. La erosión lateral afecta seriamente la precisión de los conductores impresos y una erosión lateral severa hará imposible fabricar conductores finos.
Cuando se reducen la erosión lateral y las protuberancias, el coeficiente de grabado aumenta. Un alto coeficiente de grabado indica la capacidad de mantener conductores finos, haciendo que los conductores grabados se acerquen al tamaño original.
Ya sea que la resistencia al grabado de galvanoplastia sea una aleación de estaño-plomo, estaño, aleación de estaño-níquel o níquel, las protuberancias excesivas provocarán un cortocircuito en los conductores. Como los salientes son fáciles de romper, se forma un puente eléctrico entre los dos puntos del conductor.
Mejorar la coherencia de la velocidad de procesamiento de grabado entre placas.
En el grabado continuo de tableros, cuanto más consistente sea la velocidad de procesamiento de grabado, más uniformemente se podrá obtener el grabado del tablero. Para lograr este requisito, es necesario garantizar que la solución de grabado se mantenga siempre en el mejor estado de grabado durante todo el proceso de grabado. Esto requiere la selección de soluciones de grabado que sean fáciles de regenerar y compensar, y que la tasa de grabado sea fácil de controlar.
Seleccione procesos y equipos que puedan proporcionar condiciones operativas constantes y control automático de varios parámetros de la solución. Esto se logra controlando la cantidad de cobre disuelto, el valor del pH, la concentración de la solución, la temperatura, la uniformidad del flujo de la solución (sistema de pulverización o boquilla y oscilación de la boquilla), etc.
Mejorar la uniformidad de la velocidad de procesamiento de grabado en toda la superficie del tablero.
La uniformidad del grabado de las superficies superior e inferior del tablero y de varias partes en la superficie del tablero está determinada por la uniformidad del caudal de grabador en la superficie del tablero. Durante el proceso de grabado, las velocidades de grabado de las superficies superior e inferior del tablero suelen ser inconsistentes.
En términos generales, la tasa de grabado de la superficie del tablero inferior es mayor que la de la superficie del tablero superior. Debido a que hay acumulación de solución en la superficie superior del tablero, la reacción de grabado se debilita.
El grabado desigual de las superficies superior e inferior del tablero se puede solucionar ajustando la presión de pulverización de las boquillas superior e inferior. Un problema común al grabar placas de circuito impreso es que es difícil grabar limpiamente toda la superficie de la placa al mismo tiempo. El borde del tablero se graba más rápido que el centro del tablero.
Utilizar un sistema de pulverización y girar la boquilla es una medida eficaz. Se pueden lograr mejoras adicionales haciendo que la presión de pulverización en el centro y el borde del tablero sea diferente y grabando intermitentemente los extremos frontal y posterior del tablero para lograr un grabado uniforme de toda la superficie del tablero.
Peligros del grabado del acero inoxidable y los vapores químicos para los operadores
Los materiales corrosivos utilizados en este método de procesamiento especial de grabado químico tendrán un gran impacto en la salud de los operadores. Dos aspectos importantes del grabado de metales dañarán la salud humana.
1. El impacto de la solución de grabado
El grabado de metales se realiza en soluciones corrosivas ácidas fuertes o alcalinas fuertes. También habrá fluoruros en la solución corrosiva para el titanio y el acero de alta aleación, especialmente se utilizará una gran cantidad de fluoruros en el grabado del titanio, que tiene un mayor impacto en la salud humana.
Estas soluciones corrosivas pueden eliminar fácilmente los materiales metálicos y, obviamente, también corroerán o destruirán las células de los tejidos humanos. Por tanto, es de suma importancia controlar la composición y concentración de agentes corrosivos en producción.
Todo el personal dedicado al grabado químico o trabajos relacionados debe estar completamente capacitado y usar la ropa de trabajo necesaria de acuerdo con la naturaleza del trabajo y los requisitos del trabajo para evitar que salpicaduras de ácidos y álcalis fuertes causen daño al personal. Tales accidentes son causados por salpicaduras de líquido corrosivo o salpicaduras o vuelcos accidentales al preparar líquido corrosivo o transportar ácido.
lo que significa que una gran cantidad de ácidos fuertes como ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido clorhídrico y ácido fluorhídrico están fuera de control y representan una amenaza para los operadores y demás personal.
Mientras tomemos en serio las precauciones en la producción, rara vez se producen accidentes graves. Pero esto no significa que podamos relajar la vigilancia. Muchos accidentes ocurren a menudo cuando pensamos que no sucederán, y una vez que ocurren, las consecuencias suelen ser muy graves.
2. Impacto y tratamiento de diversos gases y humos de grabado
Durante el proceso de grabado de metales se producirá una gran cantidad de neblina ácida o alcalina. Estos vapores no causarán ningún daño a la superficie del cuerpo humano pero sí causarán daños al sistema respiratorio humano, incluso daños muy graves. Por lo tanto, al realizar el procesamiento de grabado, se debe prestar especial atención a la confiabilidad de las instalaciones de extracción en la sala de grabado.
La confiabilidad de las instalaciones de escape mencionadas aquí no descarga simplemente estas nieblas ácidas y alcalinas directamente al ambiente circundante, sino que deben descargarse después del tratamiento de neutralización.
De lo contrario, la niebla ácida y la niebla alcalina sin tratar se descargan directamente, lo que también causará daños al personal circundante, contaminará gravemente la atmósfera y dañará el medio ambiente. Para aquellos procesos de grabado que son propensos a un fuerte escape de gases corrosivos, se puede utilizar una sala de grabado cerrada para la corrosión por control remoto.
Los siguientes son agentes corrosivos comunes que son perjudiciales para la salud humana. Los gases de óxido de nitrógeno producidos en el grabado, pulido y otros procesos de metales no sólo causan graves daños al personal sino que también tienen efectos graves en el medio ambiente y la atmósfera.
Peligros de corrosión de las aleaciones de aluminio: salpicaduras sobre la piel, la cara, los ojos, etc.
Hay dos tipos de peligros de niebla:
(1) Hidrógeno generado durante el grabado. Aunque el hidrógeno es inofensivo para el cuerpo humano y el medio ambiente, las altas concentraciones de hidrógeno son propensas a explotar;
(2) Niebla alcalina generada durante el grabado: dado que la concentración de NaOH en la solución alcalina corrosiva de aluminio es alta y el proceso de grabado se lleva a cabo a altas temperaturas, se generará una gran cantidad de niebla alcalina. La niebla alcalina formará aerosoles en el aire y permanecerá durante mucho tiempo.
La inhalación del cuerpo humano dañará gravemente el sistema respiratorio. Al mismo tiempo, estas nieblas alcalinas descargadas al medio ambiente también provocarán una contaminación secundaria a la ecología del entorno circundante.
Peligros de corrosión de las aleaciones de acero y níquel: fuertes salpicaduras de líquidos corrosivos sobre la piel, la cara, los ojos, etc. Al mismo tiempo, el ácido fluorhídrico es especialmente peligroso para el cuerpo humano.
Peligros de la niebla: Las nieblas corrosivas y asfixiantes causarán daños tanto a los productores como al medio ambiente. Los óxidos de nitrógeno y la niebla de HCl que se producen durante el grabado son muy destructivos para la atmósfera y también ponen en peligro el sistema respiratorio y nervioso humano.
Peligros de agentes corrosivos de las aleaciones de cobre: salpicaduras de líquidos corrosivos en la piel, cara, ojos, etc. La emisión de hierro de alta valencia y la inhalación por parte del cuerpo humano causarán un gran daño.
Peligros de la niebla: la niebla corrosiva y asfixiante causará daños a los productores y al medio ambiente.
Los diversos agentes corrosivos utilizados en el grabado químico y los diversos gases corrosivos y tóxicos producidos durante el proceso de grabado son mucho más dañinos para el cuerpo humano que los enumerados anteriormente, y estos gases corrosivos y tóxicos son aún más dañinos para el medio ambiente y la atmósfera después de ser descargado al aire.
Entonces, cuando todavía estamos diseñando una planta de grabado químico, debemos considerar el daño de estos factores negativos al cuerpo humano y al medio ambiente. Nos dedicamos a este trabajo no sólo con fines de lucro, sino más importante aún para proteger la salud del personal y un buen medio ambiente ecológico.
3. Peligros y tratamiento del ácido clorhídrico para el personal
Las altas concentraciones de ácido clorhídrico tienen un efecto irritante sobre la mucosa nasal y la conjuntiva, lo que provocará turbidez de la córnea, ronquera, asfixia, dolor en el pecho, rinitis, tos y, a veces, sangre en el esputo.
La niebla de ácido clorhídrico puede causar dolor intenso en los párpados y la piel. Si ocurre un accidente, los heridos deben ser trasladados inmediatamente al aire libre para recibir oxígeno, deben limpiarse los ojos y la nariz y enjuagarse la boca con agua con gas al 2%.
Si salpica ácido clorhídrico concentrado sobre la piel, se debe enjuagar inmediatamente con abundante agua durante 5 a 10 minutos y se debe aplicar una suspensión de soda a la superficie quemada. Los casos graves deben enviarse al hospital para recibir tratamiento de inmediato. La concentración máxima permitida de ácido clorhídrico en el aire es de 5 mg/m3.
4. Peligros y tratamiento del H3PO4 para los trabajadores
El vapor de H3PO4 puede causar atrofia de la mucosa nasal, tiene un fuerte efecto corrosivo en la piel, puede causar inflamación de la piel y daño muscular e incluso causar intoxicación sistémica. La cantidad máxima permitida de H3PO4 en el aire es 1 mg/m3. Si se toca accidentalmente la piel durante el trabajo, se debe enjuagar inmediatamente con abundante agua.
Después de lavar el H3PO4, generalmente se puede aplicar al área afectada con una solución de mercurio rojo o violeta de genciana. En casos graves, se debe enviar al hospital para recibir tratamiento.
5. Materiales de uso común para grabar metales
SUS304 SUS301 Introducción a las propiedades mecánicas: para el proceso de grabado, el rendimiento del material SUS304 es más adecuado para el proceso de grabado. SUS301 es más duro y tendrá defectos como rebabas y paredes de orificio rugosas durante el grabado.