本发明属于金属表面处理及电解退镀领域，具体地，涉及一种铁件表面锌层及铬钝化层电解退镀的方法。
背景技术：
在金属工件的加工过程中，常常会在金属表面上形成各种功能性膜层。在膜层的形成过程中，工件表面会由于各种原因而产生一些不良品，例如不合格的锌层或铬钝化层。目前，铁件上不合格的镀锌层通常需要通过盐酸浸泡退除，退除过程中，工件会剧烈冒泡，造成酸雾逸出，影响生产环境；此外，如果长时间浸泡铁件，氢脆敏感型的工件会加剧氢脆风险。因此需要一种在不腐蚀基材表面的情况下，能完全退除工件上的不合格的锌层或铬钝化层的方法。
本发明采用碱性电解退除锌层及铬钝化层，退镀时溶液表面覆盖一层泡沫，无酸雾、碱雾逸出，改善了现场操作环境；锌层退除完毕后不会腐蚀基材。在电解退除过程中，工件作为阳极，不会产生氢脆；锌离子在阴极沉积，取下后可直接回收锌粉，具有一定经济效益。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种铁件表面锌层及铬钝化层电解退镀的方法，该方法能一次性完全退除工件上的不合格的锌层及铬钝化层，退除效率高，不产生酸雾、碱雾，退镀不会腐蚀基材，不会产生氢脆，同时还可以回收锌粉。
本发明所采取的技术方案为：一种铁件表面锌层及铬钝化层电解退镀的方法，包括以下步骤：
1)将待退镀的铁件放入退镀液中并连接至整流机正极作为阳极，将不锈钢板放入退镀液中接整流机负极作为阴极，组成电解退镀系统；
2)打开整流机，输出直流电压至电解退镀系统，开始电解退镀，铁件表面锌层及铬钝化层开始溶解，不锈钢板表面的锌层不断沉积，电解退镀系统电流不断下降；
3)当电解退镀系统的电流下降至稳定值，取出观察，若基材全部露出则表明电解退镀过程完成；
4)将铁件取出，清洗；收集不锈钢板表面锌层。
优选的，在步骤1)中，待退镀的铁件与不锈钢板在退镀液中的距离为2-50cm，优选的待退镀的铁件与不锈钢板在退镀液中的距离为5-20cm。
优选的，在步骤2)中，整流机输出直流电压为2-8v。
优选的，电解退镀系统的阳极初始电流密度为3-10a/dm2，退镀过程，阳极电流逐渐减小。
优选的，所述退镀液包括以下重量百分比的组分：
络合剂10-30％，
辅助络合剂0.5-5％，
湿润剂0.05-0.5％，
余量为水；
其中，所述络合剂为氢氧化钠或氢氧化钾。
优选的，所述辅助络合剂选自磷酸钾、磷酸三钠、焦磷酸钾、焦磷酸钠、硫代硫酸钠或硫代硫酸钾。
优选的，所述湿润剂选自烷基糖苷、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐、脂肪醇磷酸盐或脂肪醇醚磷酸酯。湿润剂的作用是一方面降低溶液与工件间的界面张力，使退镀下来的物质及气泡容易脱离待退镀工件表面，另一方面可在液面产生一层泡沫，防止碱雾逸出。
其中，在本发明中，铬钝化层包含三价铬或六价铬钝化层。
其中，在本发明中整个电解退镀过程为：将待退镀的铁件放入退镀液中，并连接至整流机正极作为阳极，将不锈钢板放入退镀液中连接至整流机负极作为阴极，铁件和不锈钢板在退镀液中相距2-50cm，整流机输出2-8v的直流电至电解退镀系统，初始阳极电流密度约为3-10a/dm2，此时铁件表面锌层开始溶解，不锈钢板表面锌层不断沉积，电流不断下降，当电流下降至稳定值后，即此时退镀过程完成，而转换成了电解水，电流值稳定，镀层被完全退除。
整个电解退镀过程如下：退镀工件为阳极，不锈钢板为阴极，二者同时放入退镀液中，在直流电作用下，阳极上金属镀层从基体上逐渐溶解，并以离子形式进入溶液；阴极上部分金属离子以粉末状还原析出。电解退镀过程与化学退镀相比，退镀速度比化学退镀要快，效率高；多数金属离子可直接在阴极析出，方便回收；由于金属离子析出，电解退镀液中金属离子浓度可维持较低水平，可以延长退镀液的使用寿命。
本发明的有益效果是：本发明的铁件表面锌层及铬钝化层电解退镀的方法能完全退除工件上的不合格的锌层及铬钝化层，退除效率高，8微米镀锌层约10分钟即可退完；不产生酸雾，对环境友好；退镀不对工件造成过腐蚀，不会产生氢脆；阴极沉积的锌粉可直接回收；工件上的不合格锌层、铬钝化层退除与阴极锌粉的沉积同时进行，减少工艺流程。
具体实施方式
实施例1
一种铁件表面锌层及铬钝化层电解退镀的方法，包括以下步骤：
1)将待退镀的铁件放入退镀液中并连接至整流机正极作为阳极，将不锈钢板放入退镀液中接整流机负极作为阴极，组成电解退镀系统，其中，待退镀的铁件与不锈钢板在退镀液中的距离为5cm；
2)打开整流机，输出3v直流电压至电解退镀系统，开始电解退镀，铁件表面锌层和铬钝化层开始溶解，不锈钢板表面的锌层不断沉积，电解退镀系统电流不断下降；电解退镀系统的初始阳极电流密度为5a/dm2；
3)当电解退镀系统的电流下降至稳定值后取出观察，若基材全部露出则表明电解退镀过程完成；
4)将铁件取出，清洗；收集不锈钢板表面锌层。
其中，所使用的退镀液包括以下重量百分比的组分：
实施例2
一种铁件表面锌层及铬钝化层电解退镀的方法，包括以下步骤：
1)将待退镀的铁件放入退镀液中并连接至整流机正极作为阳极，将不锈钢板放入退镀液中接整流机负极作为阴极，组成电解退镀系统，其中，待退镀的铁件与不锈钢板在退镀液中的距离为8cm；
2)打开整流机，输出6v直流电压至电解退镀系统，开始电解退镀，铁件表面锌层和铬钝化层开始溶解，不锈钢板表面的锌层不断沉积，电解退镀系统电流不断下降；电解退镀系统的初始阳极电流密度为7a/dm2；
3)当电解退镀系统的电流下降至稳定值后取出观察，若基材全部露出则表明电解退镀过程完成；
4)将铁件取出，清洗；收集不锈钢板表面锌层。
其中，所使用的退镀液包括以下重量百分比的组分：
实施例3
一种铁件表面锌层及铬钝化层电解退镀的方法，包括以下步骤：
1)将待退镀的铁件放入退镀液中并连接至整流机正极作为阳极，将不锈钢板放入退镀液中接整流机负极作为阴极，组成电解退镀系统，其中，待退镀的铁件与不锈钢板在退镀液中的距离为15cm；
2)打开整流机，输出7v直流电压至电解退镀系统，开始电解退镀，铁件表面锌层和铬钝化层开始溶解，不锈钢板表面的锌层或铬层不断沉积，电解退镀系统电流不断下降；电解退镀系统的初始阳极电流密度为6a/dm2；
3)当电解退镀系统的电流下降至稳定值后取出观察，若基材全部露出则表明电解退镀过程完成；
4)将铁件取出，清洗；收集不锈钢板表面锌层。
其中，所使用的退镀液包括以下重量百分比的组分：
实施例4
一种铁件表面锌层及铬钝化层电解退镀的方法，包括以下步骤：
1)将待退镀的铁件放入退镀液中并连接至整流机正极作为阳极，将不锈钢板放入退镀液中接整流机负极作为阴极，组成电解退镀系统，其中，待退镀的铁件与不锈钢板在退镀液中的距离为20cm；
2)打开整流机，输出8v直流电压至电解退镀系统，开始电解退镀，铁件表面锌层的或铬钝化层开始溶解，不锈钢板表面的锌层不断沉积，电解退镀系统电流不断下降；电解退镀系统的初始阳极电流密度为10a/dm2；
3)当电解退镀系统的电流下降至稳定值后取出观察，若基材全部露出则表明电解退镀过程完成；
4)将铁件取出，清洗；收集不锈钢板表面锌层或铬层。
其中，所使用的退镀液包括以下重量百分比的组分：
经过观察发现，本发明实施例1-4的铁件上的锌层及铬钝化层完全退除干净，退除效率高；基材表面没有受到腐蚀或损伤，也不产生氢脆的现象。其中，实施例1-4退镀过程的参数如表1所示。
表1实施例1-4退镀过程的参数
由表1可以看出，实施例1-4的退镀过程用时短、效率高，厚度为8-13微米的镀层仅需要9-11分钟即可完全退除干净。