[发明专利]退除钴基硬质合金表面氮化物膜层的退膜液及方法

说明书

本发明公开了一种退除钴基硬质合金表面氮化物膜层的退膜液及方法，该退膜液不含高锰酸盐、氯酸盐或双氧水等物质，退膜液组成为：氢氧化钠、过碳酸钠、亚氨基二琥珀酸四钠、木质素磺酸钠、氧化石墨烯粉体、异丙醇、乙醇，以去离子水为溶剂。以恒电位阴极极化处理过的巴基纸作为退膜液的柔性载体，退膜过程只需将吸附有退膜液的巴基纸覆盖在氮化物膜层的表面，并辅以超声波振动，可实现氮化物膜层的有效退除，并且退膜过程中对基体钴基硬质合金的损伤极其微弱。

技术领域

本发明涉及一种退除钴基硬质合金表面氮化物膜层的退膜液及方法，属于金属表面处理技术领域。

背景技术

钴基硬质合金是以钴作为主要成分，含有相当数量的镍、铬、钨和少量的钼、铌、钽、钛、镧等合金元素构成的合金材料，这种材料一种能耐磨损和腐蚀以及高温氧化的硬质合金，因此钴基硬质合金常用于制造各类模具。在模具的使用过程中，为了保护模具基体、有效延长模具的工作寿命，需要进一步模具内腔表面的力学性能、摩擦磨损性能、抗高温氧化性能。利用真空镀膜技术，在模具内腔表面表面涂/镀一层力学性能、摩擦磨损性能、抗高温氧化性能较钴基硬质合金更为优异的氮化物膜层在模具制造行业被广泛利用。

这类氮化物膜层大多以氮化铬(CrN)、氮化钛(TiN)膜层为主，近年来在上述两种膜层的基础上衍生出了(Ti,Cr)N、(Ti,Al)N、(Cr,Al)N、(Ti,Al,Cr)N、(Ti,Al,Zr)N、(Ti,Al,Zr,Cr)N等多元氮化物硬质膜层。

膜层制备过程中，由于模具基体表面的清洁度、以及膜层制备工艺参数控制不当均可导致膜层的质量恶化，如与基体结合力弱、耐蚀性较差、抗氧化性不佳等，从而在模具使用过程中出现内腔表面膜层脱落等问题。这就导致这些模具需要被二次镀膜，即需要重新进行膜层制备。带有膜层的模具使用一段时间后，不可避免的存在膜层本体的损耗，为了保证模具工作质量，此时也需要进行二次镀膜。而二次镀膜前，必须将原先存在缺陷或者失效的膜层退除，使模具表面达到可重新进行膜层制备的要求。因此，在不损伤模具基体的情况下，将膜层从模具基体表面完全退除，是工业生产和应用领域的一个非常重要的问题。

对于膜层退除过程，一般有三点要求：第一，保证能原有的膜层能够退除彻底；第二，保持模具基体不被损坏；第三，避免使用有毒物质，力求工艺过程简单高效。现今常用的化学退膜液配制过程中，大多使用高锰酸盐、氯酸盐或双氧水等化学物质。含有高锰酸盐、氯酸盐的退膜液在使用后产生的废液对环境危害较大，无害化处理的成本较高。由于双氧水自身化学性质不稳定，受热或震动后易于分解，使用双氧水配制退膜液时其浓度难以准确控制，且储运过程存在危险。

化学退膜过程一般是将整个模具浸泡于退膜液中，然而膜层大多只存在于模具内腔表面，因此模具表面未覆盖有膜层的区域在退膜过程中也暴露于退膜液中，在造成退膜液浪费的同时，对未覆盖膜层的模具表面产生损伤，并提升退膜后模具清洗的成本。

因此，在保证有效退膜的前提下，发展环境友好、安全系数高、易于精确配制、用量少、可针对特定区域进行退膜的退膜液和相关方法是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种退除钴基硬质合金表面氮化物膜层的退膜液及方法，紧密结合金属表面膜层沉积技术、金属腐蚀电化学等热点研究领域，通过合理配制环保型退膜液，选择合适的柔性载体，并辅以超声波振动，实现氮化物膜层的有效退除。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种退除钴基硬质合金表面氮化物膜层的退膜液，包括：60～80份的氢氧化钠、785～1885份的过碳酸钠、5～20份的亚氨基二琥珀酸四钠、2～12份的木质素磺酸钠、2～12份的氧化石墨烯、24～72份的异丙醇、110～185份的乙醇以及溶剂。

进一步地，所述溶剂为去离子水，所述去离子水的重量份为670～830份。