TWI440745B - 電解退除碳化鉻膜層之退鍍液及方法 - Google Patents
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Description
本發明涉及一種電解退除基材表面碳化鉻膜層之退鍍液及利用該退鍍液電解退除碳化鉻膜層之方法。
鍍膜工藝在工業領域有著廣泛之應用。然，通常在以下兩種情況下需要對鍍膜進行退除：(1)經過長期使用後，工件表面之鍍膜已經被損傷或者嚴重老化，從而需要去除鍍層，重新鍍覆；(2)在生產中，所鍍覆之鍍層不符合品質要求，為減少損失，節約成本，需要退掉鍍層，讓工件返工重新鍍膜。故，如何在不損傷基材之情況下，將鍍層從基材表面完全除去係工業生產中一個重要問題。
碳化鉻(Cr3C2)膜係一種性能優良之鉻系鍍層，其與鉻系鍍層中最常用之氮化鉻(Cr2N)膜相比具有更強之抗氧化、抗腐蝕性，而且硬度更高，耐磨性能亦更好，在工業領域具有廣闊之前景。現有之對碳化鉻膜電解退鍍之方法係採用只含有單一之鹼金屬氫氧化物(如氫氧化鈉)之退鍍液，該單一成分之退鍍液穩定性差，採用該退鍍液不能穩定進行電解退鍍，使得碳化鉻膜不能有效地、完全地退除，而且，還容易損傷基材。
有鑒於此，有必要提供一種不損傷基材前提下，能穩定、有效地退除碳化鉻膜層之退鍍液。
另外，還有必要提供一種使用上述退鍍液電解退除碳化鉻膜層之方法。
一種碳化鉻膜層之退鍍液，該退鍍液由鹼、促進劑、輔助劑及水組成，其中所述鹼為可溶性鹼金屬氫氧化物，鹼之濃度為20~200g/L；該促進劑為與鉻離子有絡合作用之絡合劑，該促進劑之濃度為40~150g/L；該輔助劑為可溶性聚磷酸鹽類化合物，輔助劑之濃度為0.5~10g/L。
一種電解退除碳化鉻膜層之方法，包括：將形成有碳化鉻膜層之基材浸置於50~95℃之退鍍液中，並以該退鍍液作為電解液，以該形成有碳化鉻膜層之基材作為陽極，用1~10A/dm2之電流密度進行電解，使該碳化鉻膜層退除；將退鍍後之基材進行洗滌及乾燥；其中該退鍍液為本發明所述之退鍍液。
相較於習知技術，所述碳化鉻膜層之退鍍液及電解退除碳化鉻膜層之退除方法使退膜後基材表面沒有受到腐蝕，且能穩定、有效地退除碳化鉻膜層。
本發明之退鍍液適用於退除形成於基材表面之碳化鉻膜層。所述基材包括鐵基合金(如不鏽鋼)、銅、銅合金及塑膠。
本發明之退鍍液為含有鹼、促進劑和輔助劑之水溶液。其中所述鹼可為可溶性鹼金屬氫氧化物，例如，可為氫氧化鈉和氫氧化鉀中之一種或其組合。該鹼之濃度可為20~200g/L，優選為50~100g/L。所述鹼在退鍍液中起導電作用，同時提供鹼性環境，使碳化鉻膜層中之鉻能夠溶解於退鍍液中。
該促進劑為可以與鉻離子有絡合作用之絡合劑，如可為酒石酸鉀鈉、葡萄糖酸鈉、檸檬酸鈉及乙二胺四乙酸(EDTA)等化合物中之一種或幾種之混合物，優選為葡萄糖酸鈉與檸檬酸鈉或者葡萄糖酸鈉與乙二胺四乙酸(EDTA)之混合物。促進劑之濃度為20~150g/L，優選為40~100g/L。碳化鉻膜層中之鉻溶解於退鍍液後，與促進劑發生絡合作用形成絡合物，因此有利於碳化鉻膜層中之鉻之持續溶解。
輔助劑可為可溶性聚磷酸鹽類化合物，例如可為三聚磷酸鈉及五聚磷酸鈉中之一種或其組合，優選為五聚磷酸鈉。輔助劑之濃度為0.5~10g/L，優選為2~8g/L。輔助劑有利於加強電解完成後對基材之洗滌效果，可使附著於基材上之退鍍液更快、更完全地被清洗乾淨，以避免殘留退鍍液對基材之腐蝕。
該退鍍液可以藉由將上述鹼、促進劑及輔助劑溶於水製得。
利用上述退鍍液退除基材上之碳化鉻膜層之方法包括，將退鍍液加熱至50~95℃，將形成有碳化鉻膜層之基材浸置於退鍍液中，並以該退鍍液作為電解液，以該形成有碳化鉻膜層之基材作為陽極，以不鏽鋼板或碳板作為陰極，用1~10A/dm2之電流密度進行電解，使該碳化鉻膜層完全退除。所述電流密度優選4~7A/dm2。退鍍後，將基材進行洗滌及乾燥。
下面藉由實施例對本發明進一步詳細說明。
將70g氫氧化鈉緩慢溶解於500ml去離子水中，然後加入50g檸檬酸鈉、30g葡萄糖酸鈉、2g五聚磷酸鈉，完全溶解後補去離子水使溶液體積為1L，得到退鍍液。
將退鍍液加熱至60~70℃，將不鏽鋼基材表面形成有厚度為大約2μm之碳化鉻膜層之樣品浸置於退鍍液中，並以該退鍍液作為電解液，以該形成有碳化鉻膜層之不鏽鋼基材作為陽極，以碳板作陰極，用5A/dm2之電流密度電解6分鐘，使該碳化鉻膜層完全退除。電解退鍍後，將不鏽鋼基材進行洗滌及乾燥。
將60g氫氧化鈉緩慢溶解於500ml去離子水中，然後加入30g檸檬酸鈉、40g葡萄糖酸鈉、6g五聚磷酸鈉，完全溶解後補去離子水使溶液體積為1L，得到退鍍液。
將退鍍液加熱至60~70℃，將不鏽鋼基材表面形成有厚度為大約2μm之碳化鉻膜層之樣品浸置於退鍍液中，並以該退鍍液作為電解液，以該形成有碳化鉻膜層之不鏽鋼基材作為陽極，以碳板作陰極，用5A/dm2之電流密度電解6分鐘，使該碳化鉻膜層完全退
除。電解退鍍後，將不鏽鋼基材進行洗滌及乾燥。
將50g氫氧化鈉緩慢溶解於500ml去離子水中，然後加入20g乙二胺四乙酸(EDTA)、40g葡萄糖酸鈉、4g五聚磷酸鈉，完全溶解後補去離子水使溶液體積為1L，得到退鍍液。
將退鍍液加熱至60~70℃，將不鏽鋼基材表面形成有厚度為大約3μm之碳化鉻膜層之樣品浸置於退鍍液中，並以該退鍍液作為電解液，以該形成有碳化鉻膜層之不鏽鋼基材作為陽極，以碳板作陰極，用6A/dm2之電流密度電解5分鐘，使該碳化鉻膜層完全退除。電解退鍍後，將不鏽鋼基材進行洗滌及乾燥。
分別按照實施例1-3中所述之方法配製退鍍液，不同之處在於，將實施例1-3中之不鏽鋼基材用碳素鋼代替，在分別與實施例1-3相同之條件下進行電解退膜。
將上述實施例1至實施例6中退除膜層後之樣品作X射線繞射(X-RD)分析，均未發現Cr元素存在，證明膜層完全退除；將退除膜層後之樣品進行掃描電鏡(SEM)試驗，發現基材均沒有受到腐蝕。
Claims (12)
- 一種碳化鉻膜層之退鍍液，該退鍍液由鹼、促進劑、輔助劑及水組成，其中所述鹼為可溶性鹼金屬氫氧化物，鹼之濃度為20~200g/L；該促進劑為與鉻離子有絡合作用之絡合劑，該促進劑之濃度為20~150g/L；該輔助劑為可溶性聚磷酸鹽類化合物，輔助劑之濃度為0.5~10g/L。
- 如申請專利範圍第1項所述之碳化鉻膜層之退鍍液，其中所述鹼為氫氧化鈉和氫氧化鉀中之一種或其組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之碳化鉻膜層之退鍍液，其中所述鹼之濃度為50~100g/L。
- 如申請專利範圍第1項所述之碳化鉻膜層之退鍍液，其中所述促進劑為酒石酸鉀鈉、葡萄糖酸鈉、檸檬酸鈉及乙二胺四乙酸中之一種或幾種之混合物。
- 如申請專利範圍第4項所述之碳化鉻膜層之退鍍液，其中所述促進劑為葡萄糖酸鈉與檸檬酸鈉或者葡萄糖酸鈉與乙二胺四乙酸之混合物。
- 如申請專利範圍第1項所述之碳化鉻膜層之退鍍液，其中所述促進劑之濃度為40~100g/L。
- 如申請專利範圍第1項所述之碳化鉻膜層之退鍍液，其中所述輔助劑為三聚磷酸鈉及五聚磷酸鈉中之一種或其組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之碳化鉻膜層之退鍍液，其中所述輔助劑之濃度2~8g/L。
- 一種電解退除碳化鉻膜層之方法，包括以下步驟：將形成有碳化鉻膜層之基材浸置於50~95℃之退鍍液中，並以該退鍍液作為電解液，以該形成有碳化鉻膜層之基材作為陽極，用1~10A/dm2之電流密度進行電解，使該 碳化鉻膜層退除；將退鍍後之基材進行洗滌及乾燥；其中該退鍍液為如權利要求1~9任意一項所述之退鍍液。
- 如申請專利範圍第9項所述之電解退除碳化鉻膜層之方法，其中所述電流密度為4~7A/dm2。
- 如申請專利範圍第9項所述之電解退除碳化鉻膜層之方法，其中所述退鍍液之溫度為60~70℃，電解時間為3~8分鐘。
- 如申請專利範圍第9項所述之電解退除碳化鉻膜層之方法，其中所述基材為鐵基金屬、銅、銅合金及塑膠中之一種。
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