Способ электрохимического травления стальной ленты

 

Изобретение относится у области электрохимической обработки металлов и сплавов и может быть использовано в процессах электрохимического траления и размерной обработки стальной ленты. Техническим результатом изобретения является повышение равномерности травления ленты. Способ включает закрепление ленты в кассете, расположение ленты между электродами и вращение со скоростью 2-3 об/мин в электролите, содержащем фосфорную и серную кислоты, при температуре 50-60°С и анодной плотности тока 40-50 А/дм². 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области электрохимической обработки металлов и сплавов и может быть использовано в процессах электрохимического травления, полирования и размерной обработки стальной ленты.

Известны способы электрохимической обработки сталей [1, 2], заключающиеся в том, что стальную ленту располагают между электродами (катодами), при этом ленту изгибают в форме цилиндра перед пропусканием ее между электродами [3].

Известен также способ травления изделий, например печатных плат, заключающийся в том, что их закрепляют в кассете специальной конструкции [4].

Известен способ электрохимической обработки изделий, где имеется возможность регулирования процессом путем изменения скорости вращения изделий [5].

Недостатком этих способов является то, что они не обеспечивают равномерность обработки на всей поверхности стальной ленты.

Наиболее близким является способ электрохимической обработки изделий, при котором изделия во время обработки вращают (прототип) [6].

Однако данный способ не позволяет наносить на поверхность ленты рисунок с последующим равномерным травлением покрытых участков по ширине и глубине - клину травления, поскольку качество травления определяется способом закрепления ленты в кассете и вращением ее с определенной скоростью.

Изобретение направлено на повышение равномерности травления ленты. Это достигается тем, что стальную ленту закрепляют в кассете и вращают со скоростью 2-3 об/мин.

На фиг.1 изображен фрагмент ажурного рисунка, полученного на поверхности стальной ленты методом фотолитографии, после травления открытых от фоторезиста участков, при этом показана ширина клина травления (позиция 1), а также суммарная ширина клина травления и ленты в виде полосы, покрываемой фоторезистом (позиция 2).

На фиг.2 представлено 12 секций, на которые разбита лента. В каждой секции показан характер ажурного рисунка после травления.

Способ осуществляется примером.

Брали стальную ленту размером 100×100 мм и толщиной 100 мкм. На поверхность ленты методом фотолитографии наносили рисунок. Ленту закрепляли в кассете, которую помещали между двумя титановыми катодами. Кассету с лентой устанавливали на валу, соединенного через уплотнитель в стенке электролизера с электродвигателем и редуктором, позволяющим изменять скорость вращения. Вращение кассеты проводили попеременно в прямом и обратном направлениях со скоростью 1-5 об/мин, что позволило осуществить равномерное травление стали по заданному рисунку и его геометрической ширине и клину травления.

В качестве электролита использовали раствор состава, мас.%: Н₃РO₄ 65, H ₂SO₄ 15, триэтаноламин 5, вода 15. Обработку ленты осуществляют постоянным электрическим током при анодной плотности тока 40-50 А/дм² и температуре 50-60°С.

После обработки ленты по предлагаемому способу проводили оценку эффективности травления по заданному рисунку на микроскопе SM-LUX HL измерением ширины клина травления (фиг.1, позиция 1) на каждом из 12 секций (фиг.2) - 12 точек измерения. Результаты замеров ширины клина травления на 12 точках приведены в таблице

Из данных таблицы следует, что без вращения отклонение от средней величины ширины клина травления составляет от -21 до 19 мкм. При невысокой (1 об/мин) скорости вращения - от -7 до +8 мкм. При скорости вращения 2-3 об/мин это отклонение лежит в интервале от -2 до 2 мкм. При дальнейшем увеличении скорости вращения равномерность обработки ухудшается и отклонение от составляет от -3 до +3. Таким образом, как следует из описания и данных примера по сравнению с данным, близким к аналогу (травление без вращения), электрохимическая обработка стальной ленты путем ее вращения позволяет существенно улучшить равномерность травления.

Источники информации

1. Справочник электрохимическим и электрофизическим методом обработки //Г.А.Амитан, И.А.Байсунов, Ю.Ш.Барон и др.: Под ред. В.Л.Волосатова. - Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1988. - 719 с.

2. Грилихес С.Я. Электрохимическое полирование - Л.: Машиностроение. 1976. - C.190-193.

3. Авт. свид. СССР №1337444, бюл. №34, 15.09.1987.

4. Авт. свид. СССР №856053, C 23 F 1/08, 15.08.1981.

5. Авт. свид. СССР №113849, C 25 F 3/00, 01.01.1958.

6. Авт. свид. СССР №1565923, C 25 F 7/00, 23.05.1990.

Формула изобретения

Способ электрохимического травления стальной ленты, включающий закрепление ленты в кассете, расположение ленты между электродами и вращение со скоростью 2-3 об/мин в электролите, содержащем фосфорную и серную кислоты, при температуре 50-60°С и анодной плотности тока 40-50 А/дм².

РИСУНКИ