[发明专利]一种用三氯化铁蚀刻不锈钢的蚀刻方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及到不锈钢的蚀刻技术领域。

背景技术

化学蚀刻是通过化学反应利用化学溶液的腐蚀作用将不需要的金属快速溶解除掉的过程。化学蚀刻的基本工艺是；将初始金属体进行常规的清洗和除油，使表面清洁，进而在其表面复盖耐酸油墨，并按照加工图纸进行曝光，而后进行显影和坚膜处理，再利用化学蚀刻溶液腐蚀暴露的金属，待腐蚀过程结束后，再将表面的油墨用强碱性溶液去掉，最后用水清洗干净得到蚀刻加工工体产品。

三氯化铁蚀刻溶液蚀刻不锈钢产生二氯化铁：Fe+2FeCl₃→3FeCl₂这时蚀刻溶液三氯化铁溶液浓度在微量下降，二氯化铁在微量增加。三氯化铁浓度是蚀刻不锈钢的主要因素，而二氯化铁浓度是阻碍蚀刻不锈钢的因素。三氯化铁蚀刻溶液蚀刻不锈钢微细加工一段时间或是蚀刻加工一些产品后，该蚀刻溶液蚀刻能力逐步下降，以致到不能蚀刻到合格产品。那么就要整台蚀刻机换新的三氯化铁蚀刻液，还要洗机，三氯化铁蚀刻溶液使用寿命短。

发明内容

综上所述，本发明的目的在于解决现有三氯化铁蚀刻溶液蚀刻不锈钢使用寿命短，蚀刻品质没保证等技术不足，而提出一种用三氯化铁蚀刻不锈钢的蚀刻方法及设备。

为解决本发明所提出的技术问题，采用的技术方案为：一种用三氯化铁蚀刻不锈钢的蚀刻方法，其特征在于所述蚀刻方法采用蚀刻机蚀刻，蚀刻机内的三氯化铁蚀刻溶液的ORP值650mv以上；蚀刻机在首次蚀刻前，计量需蚀刻不锈钢总量，并对蚀刻溶液要进行取样检测，检测出蚀刻液中二氯化铁、游离酸及三氯化铁的质量百分含量；首次蚀刻完成后，计量完成蚀刻后不锈钢总量，从而计算出不锈钢损失量，同时再次对蚀刻溶液要进行取样检测，检测出蚀刻液中二氯化铁、游离酸及三氯化铁的质量百分含量；根据不锈钢损失量与蚀刻液中二氯化铁、游离酸及三氯化铁的质量百分含量变化量，在主控模块中设定以后每一次蚀刻控制开启第一添加泵和第二添加泵开启的时间周期；第一添加泵开启时添加剂储液槽中的添加剂开始向蚀刻机中添加，第二添加泵开启时盐酸储液槽中的盐酸开始向蚀刻机中添加；电位检测器按预设时间周期对蚀刻机内的蚀刻溶液的ORP值进行检测监控。

所述蚀刻机内的蚀刻溶液的指标范围是：三氯化铁质量百分含量33%～43%、二氯化铁质量百分含量0.50%～5.0%、酸度（以HCL计）质量百分含量0.3%~2.00%，蚀刻溶液密度1.40～1.50，温度40℃～54℃。

当二氯化铁质量百分含量大于1.0%时，开始打开第一添加泵和第二添加泵；当二氯化铁质量百分含量小于0.5%关闭第一添加泵和第二添加泵。

添加剂储液槽中的添加剂为氯酸钠；盐酸储液槽中的中装有浓度≥30%的工业盐酸。

所述蚀刻溶液添加有消泡剂，所述消泡剂的含量为0.5~1g/L。

所述消泡剂为op-10.二甲基硅氧烷、正辛烷和硅氧烷二元醇中的至少一种。

电位检测器每间隔1小时对蚀刻机内的蚀刻溶液的ORP值进行一次检测监控。

实现所述蚀刻方法的蚀刻设备，其特征在于所述蚀刻设备包括有蚀刻机，其特征在于：蚀刻机中设有电位检测器；还包括有添加剂储液槽和盐酸储液槽；添加剂储液槽和盐酸储液槽分别经第一添加泵和第二添加泵与蚀刻机连接，电位检测器连接有主控模块，主控模块连接控制第一添加泵和第二添加泵。

本发明的有益效果为：本发明首先通过测试三氯化铁蚀刻溶液蚀刻不锈钢时，单张不锈钢片蚀刻后损失量，推算出单位时间内三氯化铁蚀刻溶液所需添加的氯酸钠和盐酸的量，增加添加剂氯酸钠和盐酸，就是把产生的二氯化铁转换等量的补充到下降的三氯化铁浓度。这样均衡保持三氯化铁浓度不下降，二氯化铁不增加；6FeCl₂+NaClO₃+6HCl→6FeCl₃+NaCl+3H₂O。使蚀刻机内三氯化铁溶液始终保持在很强盛的氧化电位势，用ORP表示一般都在ORP值650以上。提高三氯化铁蚀刻溶液使用寿命，减少冲洗蚀刻机频率，提高产能，使蚀刻溶液有较好的稳定性，提高产品质量，整体提高生产效益，降低成本有显著的效果。

附图说明

图1本发明的蚀刻设备结构方框图。

具体实施方式

以下结合附图和本发明优选的具体实施例对本发明作进一步地说明。