专利名称：电解退除碳化钛膜层的退镀液及方法
技术领域：
本发明涉及一种电解退除基材表面碳化钛膜层的退镀液及利用该退镀液电解退除碳化钛膜层的方法。
背景技术：
镀膜工艺在工业领域有着广泛的应用。然而，通常在以下两种情况下需要对镀膜进行退除(1)经过长期使用后，工件表面的镀膜已经被损伤或者严重老化，需要去除镀层，重新镀覆；(2)在生产中，所镀覆的镀层不符合品质要求，为减少损失，节约成本，需要退掉镀层，让工件返工重新镀膜。因此，如何在不损伤基材的情况下，将镀层从基材表面完全除去是工业生产中的一个重要问题。碳化钛(TiC)膜是一种性能优良的镀层，具有很强的抗氧化、抗腐蚀性及耐磨性， 在工业领域具有广阔的应用前景。真空沉积碳化钛膜层时，通常通过不断地调整碳的含量来调整碳化钛膜层的颜色，因此碳化钛膜层中不同厚度处的碳含量不同，一般最外层处的碳含量最高。对于这种含碳量逐渐增大的碳化钛膜，若采用一步电解法退除，通常需要施加大于12A/dm2以上的电流密度，而且电解的时间较长。该方法由于较长时间的施加大电流， 使得基材被腐蚀的可能性大大提高，而且能耗较大，所需时间较长。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种不易损伤基材，能耗较小，且能有效地退除碳化钛膜层的电解退镀液。另外，有必要提供一种使用上述电解退镀液退除碳化钛膜层的方法。一种电解退除碳化钛膜层的退镀液，该退镀液为含有50 300g/L可溶性碱金属氢氧化物、5 100g/L与钛离子有络合作用的络合剂及10 60g/L醇胺类化合物的水溶液。—种退镀液，用于两步电解法退除碳化钛膜层，该退镀液包括第一退镀液和第二退镀液，该第一退镀液为含有2 80g/L可溶性碱金属氢氧化物和5 100g/L与钛离子有络合作用的络合剂的水溶液；该第二退镀液为含有50 300g/L可溶性碱金属氢氧化物、 5 100g/L与钛离子有络合作用的络合剂及10 60g/L醇胺类化合物的水溶液。一种电解退除碳化钛膜层的方法，包括以下步骤将表面形成有碳化钛膜层的基材作为阳极，于第一退镀液中进行第一步电解，以部分退除该碳化钛膜层，该第一退镀液为含有2 80g/L可溶性碱金属氢氧化物和5 100g/L的与钛离子有络合作用的络合剂的水溶液；清洗该第一步电解后的基材；将该清洗后的基材作为阳极，于第二退镀液中进行第二步电解，以退除该基材表面剩下的碳化钛膜层，该第二退镀液为含有50 300g/L可溶性碱金属氢氧化物、5 100g/L与钛离子有络合作用的络合剂及10 60g/L醇胺类化合物的水溶液。
相较于现有技术，相较于现有技术，所述电解退除碳化钛膜层的退镀液及电解退除碳化钛膜层方法不易损伤基材，能耗较小，且能有效地退除形成于基材表面的碳化钛膜层。
具体实施例方式本发明的退镀液适用于通过电解退除形成于基材表面的碳化钛膜层。所述基材为铁基合金，如不锈钢。本发明的退镀液包括第一退镀液和第二退镀液。该第一退镀液为含有碱和促进剂的水溶液。该第一退镀液的碱为可溶性碱金属氢氧化物，例如，可以为氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或其组合。该碱的浓度可以为2 80g/ L，优选为5 50g/L。所述碱在第一退镀液中起导电作用，同时提供碱性环境，使碳化钛膜层能够部分溶解于第一退镀液中。该第一退镀液的促进剂为可以与钛离子有络合作用的络合剂，如可以为酒石酸钾钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠及乙二胺四乙酸(EDTA)等化合物中的一种或几种的混合物。促进剂的浓度为5 100g/L，优选为5 40g/L。该碳化钛膜层中的铬溶解于第一退镀液后， 与促进剂发生络合作用形成络合物，因此有利于碳化钛膜层中的持续溶解。该第一退镀液可以通过将上述碱和促进剂溶于水制得。该第二退镀液为含有碱、促进剂和辅助剂的水溶液。该第二退镀液的碱同样为可溶性碱金属氢氧化物，例如，可以为氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或其组合。该第二退镀液中碱的浓度可以为50 300g/L，优选为120 180g/L。所述第二退镀液中的碱与第一退镀液中碱起相似的作用。该第二退镀液的促进剂同样为可以与钛离子有络合作用的络合剂，如可以为酒石酸钾钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠及乙二胺四乙酸(EDTA)等化合物中的一种或几种的混合物。第二退镀液的促进剂浓度为5 100g/L，优选为5 40g/L。该第二退镀液的促进剂与第一退镀液的促进剂起类似的作用。该辅助剂为醇胺类有机物中能与钛有络合作用的化合物，如三乙醇胺、乙醇胺及二乙醇胺等，其可以为以上化合物中的一种或几种的混合物，优选为三乙醇胺。该辅助剂的浓度为10 60g/L，优选为18 40g/L。该辅助剂可吸附电解退镀过程中产生的脏污，有利于加强电解完成后对基材的洗涤效果。该第二退镀液可以通过将上述碱、促进剂及辅助剂溶于水制得。上述退镀液的第一退镀液和第二退镀液可以单独用于一步电解法退除碳化钛膜层的电解液，也可以分别用作两步电解法退除碳化钛膜层的电解液。利用上述退镀液电解退除碳化钛膜层的方法，包括以下步骤首先，将表面形成有碳化钛膜层的基材于上述第一退镀液中进行第一步电解。将该第一退镀液加热至50 95°C，较佳为60 80°C。将所述基材浸置于第一退镀液中，并以该基材作为阳极，以不锈钢板或碳板作为阴极，用1 ΙΟΑ/dm2的电流密度电解3 8分钟，使碳化钛膜层部分退除。所述电流密度优选4 7A/dm2。该第一步电解使该碳化钛膜层中含碳量较高的部分首先溶解。完成第一步电解后对该基材用水进行清洗，然后于上述第二退镀液中进行第二步电解。将上述第二退镀液加热至50 95°C，较佳为60 80°C。将表面形成有碳化钛膜层的基材浸置于该第二退镀液中，并以该形成有碳化钛膜层的基材作为阳极，以不锈钢板或碳板作为阴极，用1 ΙΟΑ/dm2的电流密度电解3 8分钟，以退除基材表面剩下的碳化钛膜层。所述电流密度优选4 7A/dm2。完成第二步电解后，对基材进行水清洗，然后用重量含量为5%的硫酸溶液进行中和清洗，再进行水洗后干燥即可。下面通过实施例对本发明进一步详细说明。实施例1分别配制退镀液的第一退镀液和第二退镀液。该第一退镀液由5g/L的氢氧化钠、 10g/L的乙二胺四乙酸(EDTA)及余量的水组成。该第二退镀液由150g/L的氢氧化钠、20g/ L的酒石酸钠、33g/L的三乙醇胺及余量的水组成。进行第一步电解。将该第一退镀液加热至60°C，将不锈钢基材表面形成有厚度为大约2 μ m的碳化钛膜层的样品浸置于第一退镀液中，并以该形成有碳化钛膜层的不锈钢基材作为阳极，以碳板作阴极，用4A/dm2的电流密度电解4分钟，使该碳化钛膜层部分溶解。用水清洗该经第一步电解后的样品，然后进行第二步电解。将第二退镀液加热至 80°C，将该样品浸置于第二退镀液中，并以该样品作为阳极，以碳板作阴极，用5A/dm2的电流密度电解4分钟，使不锈钢基材表面剩余的碳化钛膜层完全退除。然后对不锈钢基材进行清洗、中和及干燥处理。实施例2实施例2与实施例1除了退镀液不同外，其他步骤及条件都相同。实施例2的退镀液的第一退镀液由20g/L的氢氧化钠、20g/L的乙二胺四乙酸(ED TA)及余量的水组成； 第二退镀液由75g/L的氢氧化钠、20g/L的柠檬酸钠、28. 6g/L的三乙醇胺及余量的水组成。实施例3分别配制退镀液的第一退镀液和第二退镀液。该第一退镀液由10g/L的氢氧化钾、10g/L的葡萄糖酸钠及余量的水组成。该第二退镀液由100g/L的氢氧化钾、10g/L的酒石酸钠、5g/L的葡萄糖酸钠、16. 3g/L的三乙醇胺及余量的水组成。进行第一步电解。将该第一退镀液加热至65°C，将不锈钢基材表面形成有厚度为大约2 μ m的碳化钛膜层的样品浸置于第一退镀液中，并以该形成有碳化钛膜层的不锈钢基材作为阳极，以碳板作阴极，用3A/dm2的电流密度电解5分钟，使该碳化钛膜层部分溶解。用水清洗该经第一步电解后的样品，然后进行第二步电解。将第二退镀液加热至 80°C，将该样品浸置于第二退镀液中，并以该样品作为阳极，以碳板作阴极，用6A/dm2的电流密度电解5分钟，使该不锈钢基材表面剩下的碳化钛膜层完全退除。然后对不锈钢基材进行清洗、中和及干燥处理。将上述实施例1至实施例3中退除膜层后的样品作X射线衍射(X-RD)分析，均未发现Cr元素存在，证明膜层完全退除；将退除膜层后的样品进行扫描电镜(SEM)试验，发现基材均没有受到腐蚀。
权利要求
1.一种电解退除碳化钛膜层的退镀液，其特征在于该退镀液为含有50 300g/L可溶性碱金属氢氧化物、5 100g/L与钛离子有络合作用的络合剂及10 60g/L醇胺类化合物的水溶液。
2.如权利要求1所述的电解退除碳化钛膜层的退镀液，其特征在于该可溶性碱金属氢氧化物为氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或其组合，该可溶性碱金属氢氧化物的浓度为 120 180g/L。
3.如权利要求1所述的电解退除碳化钛膜层的退镀液，其特征在于该络合剂为酒石酸钾钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠及乙二胺四乙酸中的一种或几种的混合物，该络合剂的浓度为 5 40g/L。
4.如权利要求1所述的电解退除碳化钛膜层的退镀液，其特征在于该醇胺类化合物选自三乙醇胺、乙醇胺及二乙醇胺中的一种或几种的组合，该醇胺类化合物的浓度为18 40g/L。
5.一种退镀液，用于两步电解法退除碳化钛膜层，该退镀液包括第一退镀液和第二退镀液，其特征在于该第一退镀液为含有2 80g/L可溶性碱金属氢氧化物和5 100g/L 与钛离子有络合作用的络合剂的水溶液；该第二退镀液为含有50 300g/L可溶性碱金属氢氧化物、5 100g/L与钛离子有络合作用的络合剂及10 60g/L醇胺类化合物的水溶液。
6.如权利要求5所述的退镀液，其特征在于该第一退镀液和第二退镀液中的可溶性碱金属氢氧化物为氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或其组合，该第一退镀液中可溶性碱金属氢氧化物的浓度为5 50g/L，该第二退镀液中可溶性碱金属氢氧化物的浓度为120 180g/L。
7.如权利要求5所述的退镀液，其特征在于该第一退镀液和第二退镀液中的络合剂为酒石酸钾钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠及乙二胺四乙酸中的一种或几种的混合物，该第一退镀液和第二退镀液中的络合剂的浓度均为5 40g/L。
8.如权利要求5所述的退镀液，其特征在于该醇胺类化合物选自三乙醇胺、乙醇胺及二乙醇胺中的一种或几种的组合，该醇胺类化合物的浓度为18 40g/L。
9.一种电解退除碳化钛膜层的方法，包括以下步骤将表面形成有碳化钛膜层的基材作为阳极，于第一退镀液中进行第一步电解，以部分退除该碳化钛膜层，该第一退镀液为含有2 80g/L可溶性碱金属氢氧化物和5 100g/L 的与钛离子有络合作用的络合剂的水溶液；清洗该第一步电解后的基材；将该清洗后的基材作为阳极，于第二退镀液中进行第二步电解，以退除该基材表面剩下的碳化钛膜层，该第二退镀液为含有50 300g/L可溶性碱金属氢氧化物、5 100g/L与钛离子有络合作用的络合剂及10 60g/L醇胺类化合物的水溶液。
10.如权利要求9所述的电解退除碳化钛膜层的方法，其特征在于该第一退镀液和第二退镀液的温度为50 95°C。
11.如权利要求10所述的电解退除碳化钛膜层的方法，其特征在于该第一退镀液和第二退镀液的温度为60 80°C。
12.如权利要求9所述的电解退除碳化钛膜层的方法，其特征在于该第一步电解和第二电解的电流密度为1 ΙΟΑ/dm2，电解时间为3 8分钟。
13.如权利要求12所述的电解退除碳化钛膜层的方法，其特征在于该第一步电解和第二电解的电流密度为4 7A/dm2。
14.如权利要求9所述的电解退除碳化钛膜层的方法，其特征在于所述基材为铁基合金ο
全文摘要
本发明提供一种退镀液，用于两步电解法退除碳化钛膜层，该退镀液包括第一退镀液和第二退镀液，该第一退镀液为含有2～80g/L可溶性碱金属氢氧化物和5～100g/L与钛离子有络合作用的络合剂的水溶液；该第二退镀液为含有50～300g/L可溶性碱金属氢氧化物、5～100g/L与钛离子有络合作用的络合剂及10～60g/L醇胺类化合物的水溶液。本发明还提供一种使用上述退镀液电解退除碳化钛膜层的方法。
文档编号C25F5/00GK102234835SQ201010151339
公开日2011年11月9日 申请日期2010年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者司国春, 黄巍 申请人:深圳富泰宏精密工业有限公司