一种超精密铝及铝合金零件表面化学镀镍磷合金层的退除方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及零件表面化学镀镍磷合金层的退除方法。
【背景技术】
[0002]表面化学镀镍磷合金层的退除方法具有较高的应用范围。比如，当前微电子学中的光刻技术，以发展到利用13.5nm甚至更短波长的极紫外光作为光源的极大规模集成电路的光刻技术。光源产生的极紫外光需经过收集镜收集聚焦，在焦点处获得聚焦的极紫外光用于曝光，对13.5nm甚至更短的极紫外光收集，通常只能采用非球面镜掠入射的反射技术，其中常用的一种反射镜是由双曲面和椭球面双非球面面型相连组合的双非球面掠入射反射镜结构，且由口径尺度由大到小，若干层薄壳结构的掠入射反射镜片组成。目前，薄壳结构的掠入射反射镜片加工有两种技术路线，一种称为芯轴脱模技术，它是由铝合金材料作为芯轴，其表面精加工成面型为双曲面和椭球面相连组合的双非球面面型，表面加工粗糙度要求达到纳米量级，上面镀一层镍磷合金膜，抛光后粗糙度进一步提高达I?2nm，在其上面再镀上金膜，金膜外面电铸2mm的镍壳，然后利用热膨胀系数不同，将金膜脱模到镍壳内表面，获得薄壳结构的内表面为双非球面面型粗糙度达I?2nm的掠反射镜片，再将大小尺寸不同的镜片集成，组成收集镜。
[0003]另一种技术称为直接车削技术，其加工工艺是:首先将2_壳层结构铝合金零件内表面粗加工成双非球面组成的面型，内表面精度用金刚石车床加工达到5nm，然后用化学镀在内表面镀上200微米左右的镍磷合金膜，再用金刚石车床加工到内表面精度5nm以下，再经过精抛光达到l_2nm的表面精度。
[0004]以上两种技术都涉及到铝合金基底材料加工精度很高，其面型和表面精度都要求非常高，将其镀上镍磷合金膜层，往往由于膜层存在一些问题或使用一定时间后表面精度下降，需要将膜层退除后重镀，这时就要求退膜过程要一定保证基体材料不受损失，面型和表面精度不破坏。因此，需要寻找一种新技术、新工艺，保证退除镍磷合金膜层时，保持基底面型和表面精度不变，本发明就是根据这一需要提出的。
[0005]目前已有的退除化学镀镍磷合金层的溶液以水为溶剂，由于水分子的极性强，溶液中的氧化剂(如~03等)在水分子的作用下，对铝基体的腐蚀性强，都会降低超精密铝及铝合金基体的表面精度和尺寸精度，导致铝及铝合金零件报废。因此，开发针对高精度铝及铝合金表面镍磷合金层的非水溶液退镀液，降低溶剂的极性和氧化剂对铝基体的腐蚀性，保持铝及铝合金的表面精度和尺寸精度，具有创造性和实际意义。
【发明内容】
[0006]本发明要解决现有退除化学镀镍磷合金层方法会降低超精密铝及铝合金基体表面精度和尺寸精度的问题，而提供一种超精密铝及铝合金零件表面化学镀镍磷合金层的退除方法。
[0007]—种超精密铝及铝合金零件表面化学镀镍磷合金层的退除方法，具体是按照以下步骤进行的:
[0008]—、配置非水溶液:将NaNO3^乙醇钠、无水乙醇及甘油混合，得到非水溶液；
[0009]所述的无水乙醇与甘油的体积比为100: (I?10);所述的非水溶液中NaNO3的浓度为lg/L?5g/L ;所述的非水溶液中乙醇钠的浓度为10g/L?50g/L ;
[0010]二、退除步骤:①、以被退镀零件为阳极，以涂有氧化钌的钛网为阴极，将被退镀零件阳极和涂有氧化钌的钛网阴极放入非水溶液中，然后在阴极和阳极两侧施加恒流恒压的直流电源，先在恒流的直流电源电流为lA/m2?ΙΟΑ/m2下进行恒流电解退除，在恒流的直流电源电流为lA/m2?10A/m2下时，恒流的直流电源所对应的电压为U V，直至恒流的直流电源电压升高至(U+0.2)V，然后在恒压的直流电源电压为(U+0.2)V下进行电解退出，直至恒压的直流电源电流降至OA/m2为止，即完成超精密铝及铝合金零件表面化学镀镍磷合金层的退除方法；
[0011]所述的被退镀零件为表面化学镀镍磷合金层厚度大于100微米的超精密铝基体零件或表面化学镀镍磷合金层厚度大于100微米的超精密铝合金基体零件。
[0012]本发明的有益效果是:在非水溶液中保护超精密铝基体零件或超精密铝合金基体零件表面不被腐蚀，保护零件的尺寸精度和表面精度不被破坏。针对双非球面掠入射反射镜直接车削加工，薄壳铝合金基底内表面粗糙度为5纳米，化学镀镍磷膜层厚度200微米，退膜后用金刚石车床检查面型不变，表面粗糙度仍保持5纳米左右，重新化学镀镍磷合金膜，再重新用金刚石车床精车和人工抛光后表面粗糙度小于5纳米，证明本发明专利提出的退膜技术是成功的。因此，该发明适用于超精密铝及铝合金零件表面化学镀镍磷合金层的退除。
[0013]本发明用于一种超精密铝及铝合金零件表面化学镀镍磷合金层的退除方法。
【附图说明】
[0014]图1是实施例退除内表面镍磷合金层前的超精密反射镜片的LY12铝合金薄壳照片;
[0015]图2是实施例退除内表面镍磷合金层后的超精密反射镜片的LY12铝合金薄壳照片;
[0016]图3是实施例超精密反射镜片的LY12铝合金薄壳退除内表面镍磷合金层后重新化学镀镍磷合金膜并用金刚石车床精车和初步人工抛光的超精密反射镜片照片。
【具体实施方式】
[0017]【具体实施方式】一:本实施方式所述的一种超精密铝及铝合金零件表面化学镀镍磷合金层的退除方法，具体是按照以下步骤进行的:
[0018]—、配置非水溶液:将NaNO3,乙醇钠、无水乙醇及甘油混合，得到非水溶液；
[0019]所述的无水乙醇与甘油的体积比为100: (I?10);所述的非水溶液中NaNO3的浓度为lg/L?5g/L ;所述的非水溶液中乙醇钠的浓度为10g/L?50g/L ;
[0020]二、退除步骤:①、以被退镀零件为阳极，以涂有氧化钌的钛网为阴极，将被退镀零件阳极和涂有氧化钌的钛网阴极放入非水溶液中，然后在阴极和阳极两侧施加恒流恒压的直流电源，先在恒流的直流电源电流为lA/m2?ΙΟΑ/m2下进行恒流电解退除，在恒流的直流电源电流为lA/m2?10A/m2下时，恒流的直流电源所对应的电压为U V，直至恒流的直流电源电压升高至(U+0.2)V，然后在恒压的直流电源电压为(U+0.2)V下进行电解退出，直至恒压的直流电源电流降至OA/m2为止，即完成超精密铝及铝合金零件表面化学镀镍磷合金层的退除方法；
[0021]所述的被退镀零件为表面化学镀镍磷合金层厚度大于100微米的超精密铝基体零件或表面化学镀镍磷合金层厚度大于100微米的超精密铝合金基体零件。
[0022]本实施方式的有益效果是:在非水溶液中保护超精密铝基体零件或超精密铝合金基体零件表面不被腐蚀，保护零件的尺寸精度和表面精度不被破坏。针对双非球面掠入射反射镜直接车削加工，薄壳铝合金基底内表面粗糙度为5纳米，化学镀镍磷膜层厚度200微米，退膜后用金刚石车床检查面型不变，表面粗糙度仍保持5纳米左右，重新化学镀镍磷合金膜，再重新用金刚石车床精车和人工抛光后表面粗糙度小于5纳米，证明本发明专利提出的退膜技术式成功的。因此，该发明适用于超精密铝及铝合金零件表面化学镀镍磷合金层的退除。
[0023]在本发明的非水溶液中退除镍磷合金镀层能够保持超精密铝或铝合金零件基底尺寸精度和表面精度的原理是，无水乙醇与甘油的混合溶剂分子极性弱，不会破坏氧化剂(NO3 )在铝表面形成的钝化膜，从而保持铝及铝合金的表面精度和尺寸精度。
[0024]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:步骤一中所述的无水乙醇与甘油的体积比为100: (2?5)。其它与【具体