CN110965063B

CN110965063B - 一种用于不锈钢产品表面pvd膜层的环保脱除工艺

Info

Publication number: CN110965063B
Application number: CN201911160817.4A
Authority: CN
Inventors: 郑明峰; 况金权; 袁科
Original assignee: Dongguan New Dongming Technology Co ltd
Current assignee: Guangdong Dongming New Material Technology Co ltd
Priority date: 2019-11-23
Filing date: 2019-11-23
Publication date: 2021-12-10
Anticipated expiration: 2039-11-23
Also published as: CN110965063A

Abstract

本发明提供一种用于不锈钢产品表面PVD膜层的环保脱除工艺，包括以下步骤：S1)、将待退PVD膜层的产品放入退镀剂槽液中处理，取出水洗2‑3次；S2)、将水洗后的产品放入中和槽液A中进行中和处理，然后水洗2‑3次；S3)、将和处理后的产品放入中和槽液B中进行中和处理，然后取出水洗2‑3次；S4)、将中和处理后的产品放入超声波水洗槽中超声处理10‑15min；S5)、将超声处理后的产品放入烤箱中进行干燥处理，在70‑100℃温度下干燥处理20‑30min，取出自然冷却。本发明可快速将产品表面的PVD膜层脱除干净，且不会对基材造成腐蚀，工艺流程操作简便，环保工艺符合企业需求，且能保证正常批量生产。

Description

一种用于不锈钢产品表面PVD膜层的环保脱除工艺

技术领域

本发明涉及PVD膜层脱除技术领域，尤其是一种用于不锈钢产品表面PVD膜层的环保脱除工艺。

背景技术

PVD技术出现于二十世纪七十年代末，制备的薄膜具有高硬度、低摩擦系数、很好的耐磨性和化学稳定性等优点。最初在高速钢刀具领域的成功应用引起了世界各国制造业的高度重视。

PVD工艺对环境无不利影响，符合现代绿色制造的发展方向。PVD工艺中涂层成分目前已发展为TiC、TiCN、ZrN、CrN、MoS2、TiAlN、TiAlCN、TiN-AlN、CNx、DLC和ta－C等多元复合涂层，相关技术已普遍应用于硬质合金立铣刀、钻头、阶梯钻、油孔钻、铰刀、丝锥、可转位铣刀片、异形刀具、焊接刀具等的涂层处理。

因此，随着生产应用需求增多，企业批量生产时产生的不合格PVD膜层需及时脱除，以便重新镀膜，减少企业生产总不良率。

目前去除PVD装饰性膜层的方法有如下：

1)、直接打磨法，使用砂带或钢丝刷等打磨，但同时基材表面也被破坏，需要重新抛光电镀；

2)、喷砂去除法，使用喷砂机喷砂表面去除，同样会破坏基材表面，需要重新抛光电镀

3)、氢氟酸溶液腐蚀法，对于去除含锆膜层较有效，用于去除含钛膜层会腐蚀电镀镉镍层或基材，氢氟酸属于强酸，易挥发，对人体有害，使用时不宜配置；

4)、草酸溶液热煮法，用于去除含钛膜层，但需要加热，时间较长，不易操作和控制；

5)、双氧水加强碱溶液去除法，用于去除含钛膜层，但消耗大，双氧水易挥发和分解，强烈刺激人体，二者配制和反应时放热，易使塑胶制品变形，对于如黑色去除慢且容易去除不净，时间过长会腐蚀基材；

6)、淡烧碱溶液去除法，用于去除含铝膜层；

7)、稀酸去除法，用于去除含铬膜层。上述各种方法要么对基材造成损伤不好控制，要么仍然选择氟离子溶液，对环保造成压力，且很难满足企业批量生产合格要求，因此存在诸多弊端。

因此有必要开发一种较方便的符合企业批量生产要求的不锈钢产品表面PVD膜层的环保脱除工艺。针对解决上述问题是一件非常紧迫的任务，对环境保护和企业生产节约成本具有深远意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于不锈钢产品表面PVD膜层的环保脱除工艺，该工艺不仅环保、对人体无任何损伤，批量生产产生的废槽液或残渣容易处理，而且不损伤基材、去除效率高，能够同时去除多种PVD膜层。

本发明的技术方案为：一种用于不锈钢产品表面PVD膜层的环保脱除工艺，包括以下步骤：

S1)、将待退PVD膜层的产品放入退镀剂槽液中处理10min～3h，然后取出水洗2-3次；

S2)、将步骤S1)中水洗后的产品放入中和槽液A中进行中和处理，然后水洗2-3次；

S3)、将步骤S2)中和处理后的产品放入中和槽液B中进行中和处理，然后取出水洗2-3次；

S4)、将步骤S3)中中和处理后的产品放入超声波水洗槽中超声处理10-15min；

S5)、将步骤S4)中超声处理后的产品放入烤箱中进行干燥处理，在70-100℃温度下干燥处理20-30min，然后取出自然冷却。

优选的，步骤S1)中，使用镀剂槽液处理不锈钢产品表面PVD膜层具体包括如下步骤：

S101)、将退镀剂槽液加热至70-80℃，鼓气加热循环20-40min；

S102)、将待脱离PVD膜的产品用专用挂具装载好之后完全浸泡到退镀槽液中，浸泡10min～3h，直至产品表面PVD膜层完全退除干净；

S103)、将步骤S102)处理后的产品提出放入水洗槽浸洗1～3min，水洗2-3次。

优选的，步骤S1)中，所述的镀剂槽液包括以下质量百分比的组分：

优选的，所述的无机碱为氢氧化钾、氢氧化钠中的一种或者2种。

优选的，所述的有机碱为甲醇钠、甲醇钾、DBU、胍、二乙胺、三乙胺、三乙醇胺中的一种或几种的混合。

优选的，步骤S2)中，具体包括以下步骤：

S201)、将中和剂A与水按照200g/L开槽，在鼓气状态下搅拌至中和槽液A清澈透明；

S202)、将步骤S103)中处理后的产品完全浸泡到步骤S201)中的中和槽液A中，浸泡5-10min至产品表面干净光洁；

S203)、将步骤S202)浸泡完成的产品取出放入水洗槽浸洗1～3min，水洗操作2-3次。

优选的，步骤S201)中，所述的中和剂A为二氧化硫脲、柠檬酸、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、水杨酸、琥珀酸、硼氢化钾中的至少一种或两种。

更优选的，步骤S201)中，所述的中和剂A包括以下组分，其单位为每L水中加入的组分的质量：

二氧化硫脲 100g/L

亚硫酸氢钠 100g/L。

优选的，步骤S3)中，具体包括以下步骤：

S301)、将中和剂B与水按照60g/L开槽，在鼓气状态下搅拌均匀得到中和槽液B，然后将中和槽液B加热至50～60℃，至槽液清澈透明；

S302)、将步骤S203)中水洗后的产品完全浸泡到中和槽液B中，中和处理5-10min；

S303)将步骤S302)中中和处理完成的产品取出然后放入水洗槽浸洗1～3min，水洗操作2-3次。

优选的，步骤S301)中，所述的中和剂B为草酸、酒石酸、氨基磺酸、甲基磺酸、硫酸、乙醇酸、乳酸、植酸、单宁酸、葡萄糖酸中的至少一种或两种。

更优选的，步骤S301)中，所述的中和剂B包括以下组分，其单位为每L水中加入的组分的质量：

草酸 50g/L

硫酸 10g/L。

优选的，步骤S1-S3)中，所述的水洗处理为逆流水洗操作，以保证清洗效果。

优选的，步骤S4)中，具体为：将纯水加入到超声波槽体中，并加热至50～60℃，将超声波频率调整到4～8KHZ，然后将步骤S303中处理后的产品放入超声波槽体中超声热水水洗10-15min。

本发明的有益效果为：

1、本发明处理工艺简单、不仅能够快速除去产品表面的PVD膜层，而且不对环境造成影响；

2、本发明可快速将产品表面的PVD膜层脱除干净，且不会对基材造成腐蚀，工艺流程操作简便，环保工艺符合企业需求，且能保证正常批量生产；

3、本发明处理后的废槽液或残渣容易，进一步降低了后续处理成本。

附图说明

图1为本发明PVD膜层脱除工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，一种用于不锈钢产品表面PVD膜层的环保脱除工艺，包括以下步骤：

S1)、将待退PVD膜层的产品放入退镀剂槽液中处理10min～3h，然后取出水洗2次；具体包括以下步骤：

S101)、将退镀剂槽液加热至80℃，鼓气加热循环30min；其中，所述的镀剂槽液包括以下质量百分比的组分：

S102)、将待脱离PVD膜的产品用专用挂具装载好之后完全浸泡到退镀槽液中，浸泡1h，直至产品表面PVD膜层完全退除干净，产品表面一层灰黄色的膜层退除干净；

S103)、将步骤S102)处理后的产品提出放入水洗槽浸洗3min，水洗2次。

S2)、将步骤S1)中水洗后的产品放入中和槽液A中进行中和处理，然后水洗2次；具体为：

S201)、将中和剂A与水按照200g/L开槽，在鼓气状态下搅拌至中和槽液A清澈透明，其中，所述的中和剂A包括以下组分，其单位为每L水中加入的组分的质量：

二氧化硫脲 100g/L

亚硫酸氢钠 100g/L。

S202)、将步骤S103)中处理后的产品完全浸泡到步骤S201)中的中和槽液A中，在室温条件下浸泡5min至产品表面干净光洁，产品表面淡红色槽液残留清洗干净，露出银白色不锈钢基材颜色；

S203)、将步骤S202)浸泡完成的产品取出放入水洗槽浸洗1～3min，水洗操作2次。

S3)、将步骤S2)中和处理后的产品放入中和槽液B中进行中和处理，然后取出水洗2-3次；具体包括以下步骤：

S301)、将中和剂B与水按照60g/L开槽，在鼓气状态下搅拌均匀得到中和槽液B，然后将中和槽液B加热至50℃，至槽液清澈透明，其中，所述的中和剂B包括以下组分，其单位为每L水中加入的组分的质量：

草酸 50g/L

硫酸 10g/L。

S302)、将步骤S203)中水洗后的产品完全浸泡到中和槽液B中，中和处理10min；

S303)将步骤S302)中中和处理完成的产品取出然后放入水洗槽浸洗1～3min，水洗操作2次。

S4)、将步骤S3)中中和处理后的产品放入超声波水洗槽中超声处理10-15min；具体为：

将纯水加入到超声波槽体中，并加热至50～60℃，将超声波频率调整到4～8KHZ，然后将步骤S303中处理后的产品放入超声波槽体中超声热水水洗10-15min。

上述方法中，不锈钢表面PVD膜退镀时为了不腐蚀基材可选择用有机强碱配合无机强碱与强氧化剂和促进剂对表面膜层进行退镀处理，其中无机碱配合有机强碱提供一个强碱性环境，无机碱成分包括氢氧化钾、氢氧化钠中的至少一种或两种。有机强碱成分包括甲醇钠、甲醇钾、DBU、胍、二乙胺、三乙胺、三乙醇胺中的至少一种或两种。综合考虑更优选的分别为氢氧化钠和三乙醇胺。

退镀剂中强氧化剂在高温条件下对PVD膜层表面含锆或含钛等涂层进行氧化处理，强氧化剂成分包括过硫酸钾、双氧水、亚硝酸钠、高锰酸钾、铋酸钠、高铁酸钠、过硼酸钠中的至少一种或两种。更优选的选择高锰酸钾和/或亚硝酸钠和/或过硫酸钾。

退镀剂中促进剂存在的条件下加速表面膜层溶液速度，促进剂成分包括钼酸钠、钨酸钠、偏钒酸钠、锡酸钠、油酸钠、苯甲酸钠、环丁砜、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、乙二醇、中的至少一种或两种。促进剂更优选的选择钼酸钠和/或环丁砜和/或二乙二醇丁醚。

因此，能得到高效的退除不锈钢PVD涂层的退镀剂。具体退镀时间根据不同PVD涂层成分有所差异，但不会超过4h。

其中，为了更好地清洗效果各道工序处理后的水洗均为逆流水洗操作。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims

1.一种用于不锈钢产品表面PVD膜层的环保脱除工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1)、将待退PVD膜层的产品放入退镀剂槽液中处理10min～3h，然后取出水洗2-3次，具体包括如下步骤：

S101)、将退镀剂槽液加热至70-80℃，鼓气加热循环20-40min；其中，所述的镀剂槽液包括以下质量百分比的组分：

其中，所述的无机碱为氢氧化钾、氢氧化钠中的一种或者2种；

所述的有机碱为甲醇钠、甲醇钾、DBU、胍、二乙胺、三乙胺、三乙醇胺中的一种或几种的混合；

S103)、将步骤S102)处理后的产品提出放入水洗槽浸洗1～3min，水洗2-3次；

2.根据权利要求1所述的一种用于不锈钢产品表面PVD膜层的环保脱除工艺，其特征在于：步骤S2)中，具体包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种用于不锈钢产品表面PVD膜层的环保脱除工艺，其特征在于：步骤S201)中，所述的中和剂A为二氧化硫脲、柠檬酸、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、水杨酸、琥珀酸、硼氢化钾中的至少一种或两种。

4.根据权利要求3所述的一种用于不锈钢产品表面PVD膜层的环保脱除工艺，其特征在于：步骤S201)中，所述的中和剂A包括以下组分，其单位为每L水中加入的组分的质量：

二氧化硫脲 100g/L

亚硫酸氢钠 100g/L。

5.根据权利要求1所述的一种用于不锈钢产品表面PVD膜层的环保脱除工艺，其特征在于：步骤S3)中，具体包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种用于不锈钢产品表面PVD膜层的环保脱除工艺，其特征在于：步骤S301)中，所述的中和剂B为草酸、酒石酸、氨基磺酸、甲基磺酸、硫酸、乙醇酸、乳酸、植酸、单宁酸、葡萄糖酸中的至少一种或两种。

7.根据权利要求5所述的一种用于不锈钢产品表面PVD膜层的环保脱除工艺，其特征在于：步骤S301)中，所述的中和剂B包括以下组分，其单位为每L水中加入的组分的质量：

草酸 50g/L；

硫酸 10g/L。

8.根据权利要求1所述的一种用于不锈钢产品表面PVD膜层的环保脱除工艺，其特征在于：步骤S4)中，具体为：将纯水加入到超声波槽体中，并加热至50～60℃，将超声波频率调整到4～8KHZ，然后将步骤S303中处理后的产品放入超声波槽体中超声热水水洗10-15min。