[发明专利]一种退除基材表面氮化铬膜的方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种对基材无损伤的退除氮化铬膜的方法。

背景技术

硬质膜镀覆技术是对材料表面进行强化、提高材料性能的重要手段，因而在工业领域有着广泛的应用。然而，在有些情况下，如工件经过长期使用后，表面的镀层被严重损伤和老化或者在生产中，镀层不符合品质要求，又需要对镀膜进行退除、返工重镀处理。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，是工业生产和应用领域面临的一个非常重要的问题。

通常对基材表面的镀膜进行退镀的方法有3种，一是机械法，机械法操作工艺简单，但是对复杂零件退镀困难，而且对基材表面的损伤比较大；二是电解法，电解法具有退镀速度快、综合成本低等优点，但需专用电源，一次性投入大，对复杂零件退镀困难，盲孔内镀层退除效果差；三是化学法，化学法投入小，工艺简便，对零件要求不高，适用几何形状复杂的工件，且可做到退镀均匀，使用较普遍。

氮化铬(CrN)膜层具有高硬度、强抗蚀性、耐高温氧化、超高附着性以及可在低温范围(200-400℃)加工处理等特性，在机械部件、模具和五金刀具等行业有着广泛应用。但是，目前还没有一种能在不损伤基材表面的情况下，有效退除氮化铬膜层的方法。

发明内容

本发明的目的是为解决目前还没有能够在不损伤基材表面的情况下，稳定、有效地退除CrN镀层的化学退除方法的问题，提供一种能在不损伤基材表面的情况下，有效退除氮化铬镀层的化学退除方法。

一种用于退除基材表面的氮化铬膜的方法，包括将一种化学溶液与基材接触，还包括将与碱性溶液接触后的基材与酸性溶液接触。该化学溶液包括含高锰酸钾和碱性化合物的碱性溶液。所述碱性化合物为氢氧化钾和/或氢氧化钠。其中，所述高锰酸钾的浓度为0.01-2mol/L，所述的碱性化合物的浓度为0.001-2mol/L。该酸性溶液为硫酸、硝酸、盐酸中的至少一种的水溶液。酸性溶液的浓度为0.001-10mol/L。

在所述基材与所述碱性溶液或与所述酸性溶液接触后对基材进行清洗、干燥。所述基材为耐碱并耐酸的基材。

本发明提供的退除氮化铬膜的方法能够在不损伤耐碱并耐酸基材表面的情况下，稳定、有效地退除基材表面的氮化铬膜层。

附图说明

图1为退除氮化铬膜前的不锈钢基材表面的X射线光电子能谱(XPS)谱图。

图2为退除氮化铬膜后的不锈钢基材表面的XPS谱图。

具体实施方式

本发明提供的用于退除氮化铬膜层的方法包括先用一种化学溶液浸泡所述氮化铬膜基材，处理一定时间后取出基材，用水清洗、吹干，接着用一种酸性溶液浸泡所述氮化铬膜，除去表面生成的浅黄色氢氧化物沉淀物，然后取出基材，用水清洗、吹干，再用上述化学溶液浸泡所述氮化铬膜，如此循环数次。通过XPS分析基材表面元素，若没有检测到氮元素，即氮化铬镀层已完全退除，若还能检测到氮元素，则还需要进行退镀。退镀循环次数以测试结果显示出氮化铬膜层完全退除时所需进行循环的次数为准，也可增加1-5次。其中，当所退除的氮化铬膜层的厚度小于0.5μm时，酸性溶液还可以不用，即省去了用酸性溶液浸泡基材这一步。

上述化学溶液包括含高锰酸钾和碱性化合物的碱性溶液。

所述碱性化合物可以为现有的各种不与高锰酸钾发生反应的水溶性碱性化合物，优选为碱性金属氢氧化物，更优选为氢氧化钾和/或氢氧化钠。

所述酸性溶液为硫酸、硝酸、盐酸中的至少一种。

所述碱性水溶液中，高锰酸钾的浓度可以为0.05-2mol/L，优选为0.3-1mol/L，更优选为0.5-0.8mol/L，碱性溶液中碱性化合物的浓度可以为0.001-2mol/L，优选为0.01-1mol/L，更优选为0.2-1mol/L；所述酸性溶液的浓度可以为0.001-10mol/L，优选为0.01-4mol/L，更优选为0.1-2mol/L。

所述高锰酸钾和碱性化合物的碱性溶液通过将高锰酸钾和碱性化合物溶于水制得，所述酸性溶液通过将酸性化合物溶于水或将酸性化合物水溶液用水稀释制得，高锰酸钾、碱性化合物以及酸性化合物/酸性化合物的水溶液的用量能够使得到的溶液中各自的浓度在上述范围内即可。

本发明提供的用于退除氮化铬膜层的方法中，用高锰酸钾的碱性溶液浸泡所述氮化铬膜的时间可为2-400分钟，优选为5-60分钟，更优选为10-30分钟；用酸性溶液浸泡所述氮化铬膜的时间以能除去氮化铬表面生成的浅黄色氢氧化物沉淀物为准，优选为5-180秒钟，更优选为10-60秒。