[发明专利]一种剥离铁基类石墨镀层的脱膜剂及脱膜方法

说明书

技术领域

本发明属于材料制造技术领域，涉及一种用于电化学方法剥离镀层的脱膜剂，特别涉及一种剥离铁基类石墨镀层的脱膜剂的配比方法，本发明还涉及利用该脱膜剂对铁基类石墨镀层进行脱膜的方法。

背景技术

类石墨镀层因具有良好的润滑、减摩、耐磨等特性，广泛应用于机械、建筑、医学、生物、航天等领域，利用磁控溅射离子镀技术，可在铁基体表面沉积得到均匀、致密、附着力好的铁基类石墨镀层。

但类石墨镀层良好的结合力以及优异的摩擦学特性给铁基类石墨镀层的后续脱膜和铁基体的重复利用带来了很大的困难。通常采用的脱膜方法是利用砂纸进行手工打磨。就日常实验室科研而言，要打磨掉30×30×3mm大小铁基表面的类石墨镀层需要6小时，并消耗数十张400～1200号砂纸，经过手工粗磨、预磨机精磨和抛光机抛光等工序，才能将类石墨镀层从铁基表面剥离，达到铁基重复利用的目的，传统的脱膜方法，效率极低而且材料消耗较大。就企业生产而言，如切削工具、钻头等等很多铁基工件的形状很复杂，靠传统的砂纸打磨方法来剥离铁基类石墨镀层是根本不可行的。

发明内容

本发明的目的是提供一种剥离铁基类石墨镀层的脱膜剂，用于磁控溅射离子镀技术制得的铁基类石墨镀层的脱膜过程，可快速、高效地剥离附着于铁基体的类石墨镀层，特别适用于基体形状复杂，无法靠传统手工方法打磨的铁基类石墨镀层的脱膜。

本发明的另一目的是提供一种利用上述脱膜剂对铁基类石墨镀层进行脱膜的方法。

本发明所采用的技术方案是，一种剥离铁基类石墨镀层的脱膜剂，该脱膜剂由磷酸、盐酸、硫酸、去离子水和氯化钠组成，

磷酸、盐酸、硫酸和去离子水组成混合溶液，按体积百分比，其总量为100％，其中，磷酸为4％～7％、盐酸为12％～15％、硫酸为10％～12％、去离子水为66％～74％，

氯化钠的质量占上述混合溶液总质量的2％～5％。

本发明所采用的另一技术方案是，一种利用上述脱膜剂剥离铁基类石墨镀层的方法，按以下步骤进行：

步骤1：按体积百分比，分别取浓度为95％～98％的磷酸4％～7％、浓度为35％～38％的盐酸12％～15％、浓度为98％的硫酸10％～12％和去离子水66％～74％组成混合溶液，其总量为100％，

取氯化钠，加入上述混合溶液中，控制氯化钠的质量占该混合溶液总质量的2％～5％，制得脱膜剂；

步骤2：分别取镀覆有铁基类石墨镀层的工件与导电体，并将工件与电源阳极连接，将导电体和电源阴极连接；

步骤3：将步骤2中与电源连接的工件和导电体放入步骤1制得的脱膜剂内，室温下进行脱膜，控制电压为10V～12V，至镀层完全脱落，取出工件，即完成对工件表面铁基类石墨镀层的剥离。

本发明脱膜剂采用强酸混合而成，可快速剥离铁基表面的类石墨镀层；同时，在剥离过程中控制相应的电化学参数，不仅速度快、效率高，而且节省电能，降低成本。

附图说明

图1是本发明脱膜方法的脱膜原理示意图。

图中，1.工件，2.导电体，3.电源。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明脱膜剂，由浓度为95％～98％的磷酸、浓度为35％～38％的盐酸、浓度为98％的硫酸、去离子水和氯化钠组成，

磷酸、盐酸、硫酸和去离子水组成混合溶液，按体积百分比，该混合溶液的总量为100％，其中，磷酸为4％～7％、盐酸为12％～15％、硫酸为10％～12％、去离子水为66％～74％，

氯化钠的质量占上述混合溶液总质量的2％～5％。

脱膜剂中各组份的主要作用：

1.磷酸是中强酸，在脱模过程中其与电解失去电子的铬离子发生配位，形成黏液膜，该黏液膜附着于铁基类石墨镀层的表面并继续被磷酸根配体配位形成可溶性化合物，该可溶性化合物在溶解的过程中导致铁基类石墨镀层表面的许多微小局部区域脱落，宏观上表现为整体铁基类石墨镀层与铁基体发生剥离。

2.硫酸和盐酸用于防止在铁基类石墨镀层表面形成致密的氧化物薄膜，保证了电化学反应的持续发生。采用具有表面活性剂作用的较高浓度的盐酸，该盐酸在低温时形成酸雾，可防止铁基类石墨镀层表面形成组织致密的氧化膜。

3.氯化钠溶于水形成电解质溶液，该电解质溶液具有良好的导电性能，可加速溶液中溶质离子的扩散进程，并保持溶液的正负离子平衡。

采用上述脱膜剂对磁控溅射制得的铁基类石墨镀层进行脱膜的方法，按以下步骤进行：