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电镀工艺规范化管理滚筒施镀是凹版基材处理方法,也是提高凹版使用寿命的重要手段。但由于电镀工艺理论与实践相互关联的特殊性,各制版公司都以自己的经验为主,出了问题“头痛医头,脚痛医脚”,因而产生了形形色色的控制方法,没有形成一套比较科学的、具有指导性的工艺规范,致使生产中问题百出,造成许多版滚筒要返修。
电镀返修量约占版滚筒产量的3%,管理较好的制版公司约为2%。返修的原因多种多样,涉及到人、机、料、液、法、环六大因素。因此,在生产过程中,一定要把返修作为一项重要工作来抓,强化基础管理,建立各道工序标准化文件,结合ISO9002质量体系认证,实施规范化、数据化作业,严格要求员工一丝不苟地按规范的数据操作,保证电镀质量的稳定和提高。
金加工
金加工的精度一定要高,要做到版辊同心度正、动平衡不跳动、光洁度好。在实际生产中,由于有些版辊同心度加工左右上下深浅不正,不在一条线上,造成网变、颜色不均匀和印刷中套印不
准。因此,许多制版公司都下功夫抓金加工的精度,规范金加工的质量标准。主要措施有如下几点。
(1)
焊接是非常关键的一步,在此阶段,把下好的铜管与加工好的闷盖装配在一起,要保证二者以90°角进行焊接,不允许有断焊、气孔、焊偏等问题出现。
(2)
铜管上要无裂缝、无砂眼或盲孔。如果发现有以上问题,应用直径2mm的铜丝补上后再镀。
(3)
金工版辊精度误差规范为:轴向尺寸误差不得超过0.03mm;在直径误差上,研磨版应控制在0.02mm以内,车磨版应控制在0.05mm以内;版辊的锥度(椭圆度)误差不得大于0.02mm。
(4)
版滚筒两端锥孔的不同心度不能超过0.05mm,有的公司规范为0.02mm,生产中难以做到。造成同心度不正的主要原因,一是操作时中心架没有架正,对此,采取粗修孔、粗磨(精车),然后再精修孔、精磨的方法,效果很好,在同一斜度上,同心度基本能达到100%。二是由于设备问题,造成顶点不在一条线上。因此,一定要认真细致地操作和改善设备。
(5) 倒角一定要圆滑、过渡自然,要用铁砂纸打磨。
(6) 滚筒光洁度要达到8。
(7)
动平衡方面不能出现上下跳动现象,误差不得超过50~100克,否则会影响印刷的套印精度,尤其是在高速印刷时有可能会出现大的偏差。
(8)
由于目前金加工的钢坯质量不稳定,因此应规范例行检查制度。方法是:把钢坯装在打样机上用黑墨打样。钢坯若有明显规律的纹路(如斜纹、马赛克、横纹等),会对镀铜产生影响,铜结晶时会沿纹路的不同方向进行结晶,导致镀铜层结合力不均匀。最好采用无规律纹路、表面光洁均匀的钢坯,但并不一定越亮越好。
(9)
在生产中,采用旧料旧版时,由于其版壁不均匀,闷盖焊接过又不好测量,因此比较麻烦。一些师傅的经验是选重一点的版辊,因为重的版辊版壁厚,便于加工。
金加工后,还需要对凹版滚筒进行镀镍和镀铜处理,才能进行电子雕刻。镀镍主要是使铜层能够与辊芯结合牢固,这是一个重要环节,应该认真对待。
(一)滚筒安装
滚筒装卡要平稳,导电要好,轴端密封要好,不得流液。要用1~2m的铁丝缠绕在装卡好的滚筒两边,使滚筒两边倒角不出毛刺。
(二)清洁处理
在电镀之前,首先要对滚筒进行清洗处理,如果滚筒表面有油污,则电镀镍层不粘、起皮。步骤如下。
(1)采用专用金属清洗剂去除油污等杂物。现在大多数公司都采用运城市银湖化工厂生产的“银湖金属净洗剂”,它由表面活性剂等高效洗涤原料配置而成,去油效果好,净洗力强,防腐、防锈性能好。使用时将净洗剂配制成2%~5%的水溶液,在常温下浸泡刷洗,加温使用效果更好。一般用600#水砂纸放上净洗剂均匀用力打磨滚筒。
(2)用清水冲洗版辊及防护套,镀小版时接头也要清洗,再用3%~5%的稀硫酸(H2SO4)活性表面。
(3)用蒸馏水认真冲洗版辊及防护套。以版面上不悬挂水珠、被水完全浸润为清洗干净的标准。清洗不干净会造成镀镍层鼓泡、起皮。清洗完后就可以放入镀镍槽中进行电镀了。
(三)镀镍
1. 镀镍溶液的主要成分
2. 镀液的配制方法
3. 工艺条件
(1) 镍镀液的温度
(2) 阴极电流密度
(3) 波美度(Be°)
(4)施镀时间
(5)镀镍槽中的阳极
4. 工艺维护
5. 镀镍层的质量标准
(四)镀铜
铜既要掩盖钢辊的缺陷,又要为下道工序——电雕展示最好的工作面。镀铜是一个极为复杂的过程,对其控制应极为严密,稍有马虎,就需要耗费大量的时间、人力、物力来纠正所出现的问题。
1. 镀铜工艺流程
2. 滚筒镀铜原理
3. 加强导电性管理
4. 镀铜液的主要成分
在温度为15℃条件下,硫酸铜+硫酸含量与波美度的对应关系如表2所示。
5. 镀液配制方法
6. 工艺条件
(1) 电流密度(DK)
(2) 温度
(3) 镀铜时间
(4) 镀铜槽中的阳极
(5) 阳极距离
(6) 版辊转速
(7) 硬度剂的选择与使用
7. 工艺维护
(1) 阳极框套阳极袋可以防止砂眼。阳极袋脏后应及时更换。
(2) 定期更换镀铜液的过滤芯,保证溶液干净。
(3)
经常查看镀液液位,若不足,应补充软化水至规定液位。镀铜液化验规范为两天一次。
(4) 镀铜液要搅拌充分。
(5)
经常清洗缸底杂质,一般为3个月一次,而上槽杂质必须一星期清理一次。
(6) 每天检查镀液温度,最好在槽内悬挂温度计,严格控制温度。
(7) 严格控制波美度。
(8) 每天检查添加剂,保持添加剂量稳定。
(9) 镀液槽最好加盖密封,减少空气污染。
(10)
每天补充铜球,铜球应先用稀硫酸浸泡,且每天都要将其冲洗干净。应把铜球表面的黑铜粉等氧化物冲刷掉,或用1∶15的稀氧化水冲洗。
8. 送电
(1) 计算电流:浸入面积×18A/dm2=总电流。
(2)
镀铜时间(安培小时):Ah=面积×厚度/K。其中,K为理论常数,须测试,有的公司规定K=0.8,面积单位为平方分米,厚度单位为微米。铜层厚度范围为90~200微米。厚度如果小了也要调整K值,因为安培小时是恒定的。
(3) 送电方法
(a) 电流从小到大逐渐送,一分钟送1/3,3分钟送到规定值。
(b) 以100~200A小电流施镀50Ah后,再慢慢将电流升至计算值。
(4) 注意事项
(a) 镀铜过程中要经常观察电流、温度、电压的稳定性。
(b)
在设备导电良好的情况下,槽压应小于12V。电压偏大说明硫酸少,导电性能差。
9. 影响镀层质量的因素
在实际生产中,大家总结的影响镀层质量的因素主要有以下几个方面,应注意分析研究,加以控制。
(1)电解液的成分
(2)阳极金属的纯度
(3)镀液温度
(4)电流密度
(5)氢离子的浓度和阴极性质
10.规范研磨、抛光工艺
为了得到最佳的光洁度,
必须对版滚筒进行精细的研磨和抛光。因此,规范研磨和抛光工艺是非常重要的。
(1) 规范研磨工艺
应根据本公司的设备条件进行规范。如:
(a) 一些大制版公司,产品档次高,都采用瑞士产的MDC
polishmaster车磨联合机。其加工后的版滚筒,一是同心度特别精确,几何精度误差小于0.005mm;二是版滚筒的光洁度达到镜面光亮;三是完全符合印刷适性。
为了获得高质量的版滚筒,应根据车磨联合机的新旧情况,规范4种工艺流程。
① 新车磨机:滚筒铜层→车磨加工→电雕。
② 用了几年后的车磨机:滚筒铜层→车磨加工→抛光→电雕。
③
再用了几年后的车磨机:滚筒铜层→车磨加工→3000#精磨→抛光→电雕。
④ 旧车磨机:滚筒铜层→800#研磨→3000#精磨→抛光→电雕。
(b)
有些制版公司电雕机多,产品档次较高,采用MDC车磨抛光机进行车磨抛光→电雕,速度特别快。
(c)
有些制版公司电雕机较少,一般采用研磨机+抛光机,如日本、上海、石家庄产的研磨机。工艺流程规范为:180#或280#或320#粗磨→800#研磨→3000#精磨→抛光→电雕。
(d)
有些制版公司,电雕机较多,但产品档次较低,为了减少设备投资,工艺流程规范为:滚筒铜层→外圆磨床→800#粗磨→3000#精磨→抛光→电雕。
(e)
有些制版公司为了得到好的研磨质量,工艺规范为:先采用320#粗磨,留磨量为0.03mm,然后换用800#砂轮磨掉0.02mm,再换2000#砂轮,最后换用3000#砂轮精磨,磨3个来回。这种工艺的不足之处是研磨时间较长。
(f) 规范研磨粗加工
① 粗研磨用800#砂轮,应研磨两个来回。
② 粗研磨时砂轮不能振动,且之后务必进行精研磨。
(g) 规范研磨精加工
①
研磨精度很重要,最关键的是3000#砂轮的选用,最好选用进口砂轮,规范为0.5(5kg/cm2)个压力,研磨一个来回。
②
精研磨时务必仔细认真,防止出现研磨道、横纹、毛刺等弊病,避免打针。
(8)规范研磨版滚筒转速为1000转/分钟(以水甩不出来为标准);磨石转速为750~1200转/分钟;磨石的移动速度为4.88毫米/秒。
(h)
规范版滚筒的递增量:根据印刷色序及承印物的不同,规范参数如下:
① 小直径版滚筒递增量为0.02mm;
② 印纸张用的版滚筒递增量为0.02mm;
③ 印OPP膜、PE膜等薄膜用的版滚筒递增量为0.03~0.05mm。
确保不能出现反递增,以保证印刷套印精确。
(2)规范抛光工艺
通过抛光机进行抛光,有的公司采用石家庄燕山机械公司生产的抛光机。
(a) 不抛光时电流在10A左右。
(b)
抛光膏的选用最重要,多数公司采用硅碳材料为主的油性抛光膏,实际生产证明效果很好。
(c) 抛光时抛光膏务必涂抹均匀,压力均匀,抛力不能太大。
(d)
抛一个来回,特别注意两端要抛光亮,抛光完后即可进行电子雕刻。
11.铜层质量标准
(1) 版面要求
① 无划伤、碰伤、斜道、砂眼、较大的研磨纹路痕迹。
②
铜层表面光洁,无氧化,无腐蚀点、手印、斜纹、横纹,无修痕、凹痕。
(2)端面要求
① 倒角圆弧光滑,过渡自然,光亮。
② 端面平整,镀层结合力好,无端面起皮现象。
③ 堵孔光滑,无锈蚀,无碰伤,无腐蚀。
(3)尺寸要求
① 成套版滚筒误差不能超过0.03mm。
②
锥度、销度、椭圆度不能大于0.02mm,大版的大小头相差不超过0.03mm,小版的大小头相差不超过0.01mm。
(4)厚度要求
铜层厚度要求达到最佳,而且均匀一致。铜层太厚,铜料消耗大;铜层太薄,雕针容易刻到钢上,易磨损雕刻针或打针。一般质量标准为:
① 软包装版单面厚度为100μm,最低为80μm以上;
② 铝箔版单面厚度为150μm,最低为100μm以上;
③ 纸张版单面厚度为250μm,最低为150μm以上。
(5) 硬度要求
雕刻铜层应具有一定的硬度,但硬度太高,会出现打针、铜层爆皮现象,并增加成本;而硬度太低,网穴又容易变形。CY/T9~94规定,镀铜层硬度应为180~210HV。实践经验证明,镀铜层硬度在190~220HV为宜,最佳硬度为210HV。硬度在230HV以上,会造成严重打针现象。同时要做到铜层硬度分布均匀,这是最难的,必须建立镀铜工艺的标准参数,严格做到导电良好,保证铜层硬度均匀一致。