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一种电解退镀液及退镀方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种退镀液，该退镀液包括非离子型表面活性剂和酸，所述非离子型表面活性剂是聚氧乙烯醚类，所述酸不与所述非离子表面活性剂反应，所述退镀液的PH为大于等于-1.5小于等于3。本发明提供的退镀液能够在不损伤基材表面的情况下，稳定、完全退除基材表面的膜层。可以广泛的应用于铬系硬质膜的退镀。

Description

一种电解退镀液及退镀方法
技术领域
本发明属于金属材料表面处理领域，特别涉及一种铬系硬质膜层的电解退镀液及退镀方法。
背景技术
在金属的加工过程中，常常在金属表面形成具有高硬度、强抗蚀性、耐高温氧化、或超高附着性的各种功能性膜层，例如铬的氮化物膜层或铬的碳化物膜层等。在上述膜层的形成过程中(例如用物理气相沉积法成膜)，由于工件表面被污染等因素，往往会产生一些不良品。当出现这种情况时，需要将工件表面的镀层退除并重新镀膜。此外，工件经过长期使用后，表面的镀层被严重损伤和老化，也需要进行退镀和返工重镀。然而目前还没有一种能在不损伤基材表面的情况下，稳定、能够完全退除铬系硬质膜层的溶液和方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够在不损伤基材表面的情况下，稳定、完全退除膜层的电解退镀液和电解退镀方法。为了达到这一目的，本发明首先提供一种电解退镀液，包括非离子型表面活性剂和酸，所述非离子型表面活性剂是聚氧乙烯醚类，所述酸不与所述非离子表面活性剂反应，所述退镀液的PH为大于等于-1.5小于等于3。
为了达到上述目的，本发明还提供一种电解退镀方法，该方法包括使用本发明所述的电解退镀液，对表面镀有膜层的金属基材进行电解退镀。本发明提供的退镀液能够在不损伤基材表面的情况下，稳定、完全退除基材表面的膜层。
具体实施方式
一种电解退镀液，包括非离子型表面活性剂和酸，所述非离子型表面活性剂是聚氧乙烯醚类，所述酸不与所述非离子表面活性剂反应，所述退镀液的PH为大于等于-1.5小于等于3，优选为0至1。
根据本发明提供的电解退镀液，在优选情况下，在所述电解退镀液中，所述聚氧乙烯醚类是脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。所述脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚能改进溶液的增溶、渗透、润湿和洗净等能力，提高金属表面的润湿性，提高退镀速率；降低界面反应或性能，避免基体金属过腐蚀等。
根据本发明提供的电解退镀液，在优选情况下，在所述电解退镀液中，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的分子式为RO(CH2CH2O)nH，其中R为碳原子数为5至50的脂肪烃基，n为2至80之间的整数。在这个范围物质的溶解度，活化效果，溶液黏度等比较好。所述脂肪醇聚氧乙烯醚更优选是C12-C16混合脂肪醇聚氧乙烯醚、C18脂肪醇聚氧乙烯醚、C10醇聚氧乙烯醚、C13醇聚氧乙烯醚中的至少一种。
根据本发明提供的电解退镀液，在优选情况下，在所述电解退镀液中，所述烷基酚聚氧乙烯醚的分子式为R1C6H4O(CH2CH2O)n1H，其中，R1为碳原子数为5至50的烷基，n1为2至80之间的整数，在这个范围物质的溶解度，活化效果，溶液黏度等比较好。所述述烷基酚聚氧乙烯醚更优选是壬烷基酚聚氧乙烯醚、癸烷基酚聚氧乙烯醚、辛烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
根据本发明提供的电解退镀液，在优选情况下，在所述电解退镀液中，所述聚氧乙烯醚类的浓度为30-150g/L，更优选为50-100g/L，如果聚氧乙烯醚类的浓度小于30g/L活化效果比较差，如果聚氧乙烯醚类的浓度大于150g/L则聚氧乙烯醚类因为含量太多而难溶解且溶液黏度过高，导电性差。
根据本发明提供的电解退镀液，在优选情况下，在所述电解退镀液中，所述的酸是硫酸、硝酸和盐酸中的至少一种，所述的这三种酸能更好的提供溶解膜层的动力。所述酸的用量没有限制，只要能使退镀液的PH值在上述范围内即可。
一种电解退镀方法，包括使用本发明所述的电解退镀液，对表面镀有膜层的金属基材进行电解退镀。所述电解退镀的方法是本领域技术人员所公知的技术，具体包括将镀有膜层的金属基材作为阳极、把不锈钢电极材料作为阴极共同放置在电解退镀液中，退镀温度为10-80℃，退镀电压为3-15V，退镀时间为1-10分钟，所述电解退镀液本发明所述的电解退镀液。
发明人发现，本发明的电解退镀液和退镀方法尤其适用于对表面镀层是金属铬镀层、铬的氮化物、铬的碳化物和铬的碳氮化物中的一种或几种的金属基材进行退镀。所以，所述膜层优选包括金属铬镀层、铬的氮化物、铬的碳化物和铬的碳氮化物中的一种或几种。
所述铬系膜层可以采用各种方法形成。例如，可以通过物理气相沉积法或电镀法形成金属铬镀层。可以通过物理气相沉积法形成铬的氮化物镀层(CrNx)、铬的碳化物镀层(CrCx)和铬的碳氮化物镀层(CrCxNy)。
所述金属基材包括但不限于钢、合金钢和镍基合金。所述金属基材还包括表面镀有其它镀层的以上金属基材。
下面以具体实施为例，对本发明提供的用于退除铬系硬质膜层的方法作进一步描述，但本发明的范围并不受实施例的限定。
实施例1
氮化铬膜制备：利用真空离子镀膜技术(深圳市振恒实业有限公司，型号ZHC-800)在不锈钢(40mm×80mm×1mm，东莞市榕佳不锈钢原材料公司，304型)表面镀上一层氮化铬膜，厚度为2μm。
电解退镀液制备：将50g壬基酚聚氧乙烯醚(NP-40)和100g硝酸(浓度为63％质量比)水溶液加入去离子水中配成1L溶液，搅拌混合均匀，配制成电解退镀液，退镀液的PH是0。
电解退镀：将镀有氮化铬膜的不锈钢基材作为阳极，不锈钢片(60mm×100mm×1mm)作为阴极材料，上述退镀液作为电解液，开启恒压电源，退镀温度为25℃，在电压为5V下电解3分钟，取出不锈钢基材，用水清洗干净，晾干。
实施例2
氮化铬膜的制备：同实施例1。
电解退除液制备：电解退除液制备：将70g异构C10醇聚氧乙烯醚(XL-50)和80g硝酸(浓度为63％质量比)水溶液加入去离子水配成1L溶液，搅拌混合均匀，配制成电解退镀液，退镀液的PH为0.1。
电解退镀：将镀有氮化铬膜的不锈钢基材作为阳极，不锈钢片(60mm×100mm×1mm)作为阴极材料，上述退镀液作为电解液，开启恒压电源，退镀温度为20℃，在电压为4V下电解6分钟，取出不锈钢基材，用水清洗干净，晾干。
按以上操作即可将氮化铬膜层完全退除，且对不锈钢基材不造成损伤。
实施例3
氮化铬膜的制备：同实施例1。
电解退除液制备：将100g辛烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)和50g硫酸(浓度为98％质量比)水溶液加入去离子水中配成1L溶液，搅拌混合均匀，配制成电解退镀液，退镀液PH值为0。
电解退镀：将镀有氮化铬膜的不锈钢基材作为阳极，不锈钢片(60mm×100mm×1mm)作为阴极材料，上述退镀液作为电解液，开启恒压电源，退镀温度为30℃，在电压为6V下电解2分钟，取出不锈钢基材，用水清洗干净，晾干。
按以上操作即可将氮化铬膜层完全退除，且对不锈钢基材不造成损伤。
实施例4
氮化铬膜的制备：同实施例1。
电解退除液制备：将100gC12-C16混合脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-7)和20g硫酸(浓度为98％质量比)水溶液加1000g去离子水中配成1L溶液，搅拌混合均匀，配制成电解退镀液，退镀液的PH为0.4。
电解退镀：将镀有氮化铬膜的不锈钢基材作为阳极，不锈钢片(60mm×100mm×1mm)作为阴极材料，上述退镀液作为电解液，开启恒压电源，退镀温度为15℃，在电压为10V下电解2分钟，取出不锈钢基材，用水清洗干净，晾干。
按以上操作即可将氮化铬膜层完全退除，且对不锈钢基材不造成损伤。
实施例5
碳化铬膜制备：利用真空离子镀膜技术(深圳市振恒实业有限公司，型号ZHC-800)在不锈钢(40mm×80mm×1mm，东莞市榕佳不锈钢原材料公司，304型)表面镀上一层碳化铬膜，厚度为2.5μm。
电解退除液制备：将70g壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)和50g硝酸(浓度为63％质量比)水溶液加入去离子水中配成1L溶液，搅拌混合均匀，配制成电解退镀液，退镀液的PH为0.3。
电解退镀：将镀有氮化铬膜的不锈钢基材作为阳极，不锈钢片(60mm×100mm×1mm)作为阴极材料，上述退镀液作为电解液，开启恒压电源，退镀温度为28℃，在电压为15V下电解4分钟，取出不锈钢基材，用水清洗干净，晾干。
对比例1
氮化铬膜制备：利用真空离子镀膜技术(深圳市振恒实业有限公司，型号ZHC-800)在不锈钢(40mm×80mm×1mm，东莞市榕佳不锈钢原材料公司，304型)表面镀上一层氮化铬膜，厚度为2μm。
电解退镀液制备：将10g壬基酚聚氧乙烯醚(NP-40)和0.1g硝酸(浓度为63％质量比)加入去离子水中配成1L溶液，搅拌混合均匀，配制成电解退镀液，退镀液的PH是3.1。
电解退镀：将镀有氮化铬膜的不锈钢基材作为阳极，不锈钢片(60mm×100mm×1mm)作为阴极材料，上述退镀液作为电解液，开启恒压电源，退镀温度为25℃，在电压为5V下电解5分钟，取出不锈钢基材，用水清洗干净，晾干。
经过目测观察，发现实施例1-5的样品上的铬系硬质膜层完全退除干净、没有残留，而且基材表面没有受到腐蚀、损伤。经过目测观察，发现对比例1的样品上的铬系硬质膜层退除不干净，表面有残留且退除不均匀。

Claims (10)

1.一种电解退镀液，由非离子型表面活性剂、酸和去离子水组成，所述非离子型表面活性剂是聚氧乙烯醚类，所述酸不与所述非离子表面活性剂反应，所述退镀液的pH为0-1；所述聚氧乙烯醚类的浓度为30-150g/L。
2.根据权利要求1所述的电解退镀液，所述聚氧乙烯醚类是脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的电解退镀液，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的分子式为RO(CH2CH2O)nH，其中R为碳原子数为5-50的脂肪烃基，n为5-80之间的整数。
4.根据权利要求2所述的电解退镀液，所述脂肪醇聚氧乙烯醚是C12-C16混合脂肪醇聚氧乙烯醚、C18脂肪醇聚氧乙烯醚、C10醇聚氧乙烯醚、C13醇聚氧乙烯醚的至少一种。
5.根据权利要求2所述的电解退镀液，所述烷基酚聚氧乙烯醚的分子式为R1C6H4O(CH2CH2O)n1H，其中，R1为碳原子数为5-50的烷基，n1为2-80之间的整数。
6.根据权利要求2所述的电解退镀液，所述烷基酚聚氧乙烯醚是壬烷基酚聚氧乙烯醚、癸烷基酚聚氧乙烯醚、辛烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的电解退镀液，所述的酸是硫酸、硝酸、盐酸中的至少一种。
8.一种电解退镀方法，包括使用根据权利要求1-7任一项所述的电解退镀液，对表面镀有膜层的金属基材进行电解退镀。
9.根据权利要求8所述的电解退镀方法，包括将镀有膜层的金属基材作为阳极、把不锈钢电极材料作为阴极共同放置在电解退镀液中，退镀温度为10-80℃，退镀电压为3-15V，退镀时间为1-10分钟。
10.根据权利要求8所述的电解退镀方法，所述膜层包括金属铬镀层、铬的氮化物、铬的碳化物和铬的碳氮化物中的一种或几种。
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