DLC涂层的脱除方法技术

本发明专利技术公开了一种DLC涂层的脱除方法，包括：带DLC涂层的工件置于盛有脱膜液的超声波槽内，并使工件完全浸泡于温度为40℃～60℃的脱模液中；开启超声波进行脱除；所述工件包括金属基底、涂覆于基底上的结合层、以及涂覆于结合层上的DLC层；所述脱膜液用来腐蚀结合层。本发明专利技术利用DLC层存在贯通针孔的特点，使脱膜液通过贯通针孔腐蚀DLC层和金属基底之间的结合层，使DLC层局部悬空，并利用超声波空化振荡作用震碎悬空的DLC层，脱膜液进入膜基界面腐蚀结合层形成局部悬空的DLC层，再振荡剥离，如此反复，从而快速有效地实现DLC涂层的剥离。

Removal of DLC coating

The invention discloses a method for removing a coating of DLC, including: the workpiece is placed with DLC coating containing ultrasonic stripping liquid in the tank, and make the workpiece completely immersed in a temperature of 40 DEG C to 60 DEG C in stripping liquid; removal opening ultrasonic; the workpiece includes a DLC layer coated on the metal substrate, the substrate binding layer, and is coated on the binding layer; the stripping liquid used to etch the bonding layer. The invention utilizes the DLC layer characteristics through the pinhole, the stripping liquid through the through combining layer between the pinhole corrosion of DLC layer and the metal substrate, the DLC layer DLC layer and the local hanging, ultrasonic cavitation oscillation shattered left, stripping liquid into the film substrate interface with corrosion layer formed DLC layer partial hanging then, the oscillation peeling, so repeatedly, so as to effectively realize the stripping of DLC coating.

【技术实现步骤摘要】
DLC涂层的脱除方法
本专利技术属于金属表面改性
，具体涉及一种DLC涂层的脱除方法。
技术介绍
当前，DLC(类金刚石，DiamondLikeCarbon)涂层已经被广应用于汽车零部件和工模具行业，以减摩增硬、改善工况和延长工件使用寿命。在DLC涂覆部件中，可以考虑在DLC涂层磨损或损伤的情况，或制造时因涂覆不良等有次品发生的情况下，除去DLC涂层再使用工件基材等本体。由于DLC涂层的高硬度，直接修磨难以脱除DLC涂层。由于DLC涂层的化学惰性，湿化学和电解脱膜方法会导致过度腐蚀，从而对工件基材造成难修复之损伤。现有的DLC涂层脱除方法是：将带DLC涂层的工件置于真空室中，利用等离子体刻蚀除去DLC涂层，包括利用含O2、N2、H2等反应气体的等离子体反应刻蚀方法，或者利用Ar、Ke惰性气体的等离子体物理刻蚀方法。然而，等离子刻蚀工艺所需要的真空环境代价昂贵，同时，等离子的不均匀导致刻蚀无法进入沟槽。因此，等离子体刻蚀工艺对复杂形状的工件不能有效进行脱除，增加了后续工件修磨的难度。
技术实现思路
针对现有等离子体刻蚀脱除DLC涂层工艺昂贵费时、且无法有效脱除复杂形状工件表面的DLC涂层的问题，本专利技术结合了化学脱除法和机械脱除法的原理，提供了一种快速有效的DLC涂层的脱除方法。本专利技术利用DLC层存在贯通针孔的特点，使脱膜液通过贯通针孔腐蚀DLC层和金属基底之间的结合层，使DLC层局部悬空，并利用超声波空化振荡作用震碎悬空的DLC层，脱膜液进入膜基界面腐蚀结合层形成局部悬空的DLC层，再振荡剥离，如此反复，从而快速有效地实现DLC涂层的剥离。本专利技术DLC涂层的脱除方法，包括：带DLC涂层的工件置于盛有脱膜液的超声波槽内，并使工件完全浸泡于温度为40℃～60℃的脱模液中；开启超声波进行脱除；所述工件包括金属基底、涂覆于基底上的结合层、以及涂覆于结合层上的DLC层；所述脱膜液用来腐蚀结合层。进一步的，所述脱膜液包含强氧化剂、碱和去离子水。进一步的，所述碱为KOH、NaOH或氨水。进一步的，所述强氧化剂为KMnO4或双氧水。进一步的，所述脱除时间为20min～60min。进一步的，还包括对脱除完成的工件依次进行去离子水冲洗、草酸溶液漂洗、NaOH溶液漂洗、去离子清洗、切水。进一步的，还包括采用颜色反应检测法检测DLC涂层的脱除效果，具体为：选择能与金属基底发生置换反应但不与结合层反应、且置换反应后颜色能发生变化的盐溶液作为颜色检测试剂，将颜色检测试剂滴于工件表面，根据工件表面和颜色检测试剂的颜色变化判断DLC涂层是否完全脱除。特别要说明的是，本专利技术中，所述DLC层仅指碳层，所述DLC涂层包括碳层和结合层，即所述DLC涂层包括DLC层和结合层。高的残余压应力是DLC层的特点，其残余压应力高达0.5GPa～2GPa。为了获得与金属基底的良好结合，金属基底材质一般为模具钢或高速钢，DLC涂层工艺需要先于金属基底上蒸镀用于应力缓冲的结合层，例如CrN层、TiN层、WC层等；然后，在结合层上涂覆DLC层。实际的DLC层并非完全致密，存在少量从DLC层表面到金属基底的贯通针孔。基于DLC层存在贯通针孔的特点，本专利技术考虑在盛有脱膜液的超声波槽中脱除DLC涂层。所述脱膜液可腐蚀结合层，其主要成分为碱和强氧化剂。当带DLC涂层的工件置于超声波槽内时，脱膜液通过贯通针孔，进入膜基界面腐蚀结合层，形成缺陷。再利用超声波空化振荡作用扩大缺陷，从而剥离DLC涂层。试验证明，通过该化学脱除和机械脱除的联合作用，本专利技术方法可快速有效的脱除工件上的DLC涂层。和现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：(1)可高效脱除工件上的DLC涂层：若采用等离子体刻蚀法，需6h～10h才能脱除工件上的DLC涂层；而采用本专利技术方法，根据DLC涂层厚度的不同，仅需20min～60min即可完全脱除DLC涂层。(2)可有效脱除工件上的DLC涂层：若采用等离子体刻蚀法，由于等离子体具有方向性，对于形状复杂的工件，无法完全脱除其上的DLC涂层；本专利技术中，由于脱膜液的流动性，对于任何形状的工件，都可以完全脱除其上的DLC涂层。附图说明图1为本专利技术方法的原理示意图。图中，10-工件，11-金属基材，12-结合层，13-DLC层，20-脱膜液，21-活性物质，30-第一区域，40-第二区域，50-第二区域，60-空化气泡。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施例和/或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本专利技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。图1所示为本专利技术DLC涂层的脱除原理示意图，带DLC涂层的工件10包括金属基材11及金属基材11上依次涂覆的结合层12、DLC层13。脱除DLC涂层时，将工件10置于脱膜液20内，脱膜液20用来腐蚀结合层12。DLC层13上有原始的贯通针孔，见图1中的第一区域30和第二区域40。脱膜液20中的活性物质21通过贯通针孔进入膜基界面，腐蚀结合层12，形成悬空结构，见图1中第二区域40。在超声波下，脱膜液20中产生无数细小的空化气泡60，空化气泡60瞬间爆裂，产生强大的冲击波，打断悬空结构，见图1中的第三区域50，从而将DLC涂层从金属基材11上脱除，见区域5。这种，脱膜液20浸蚀膜基界面形成悬空结构，超声波打断悬空结构，如此重复，直至DLC涂层被完全脱除。下面将以PeCVD工艺涂积的Cr/a-C:H为例，说明本专利技术的具体实施过程。本实施例中，所采用的超声波槽带抽风换气装置和加热装置，超声波槽的材质为耐磨蚀的316不锈钢。脱膜液由分析纯的KMnO4、NaOH和去离子水配制，其中，KMnO4、NaOH和去离子水的质量比为20：20：1000。但脱膜液并不限于该配方，只要能腐蚀结合层的溶液均可。另外，脱膜液应根据结合层的实际成分进行选择。具体步骤如下：(1)脱膜液注入超声波槽，并加热至40℃～60℃。(2)带DLC涂层的工件固定于超声波槽的洗蓝上，并完全浸泡于脱膜液中，工件摆放原则要求利于脱膜液的流动。(3)开启抽风换气装置和超声波进行DLC涂层的脱除，本实施例中，超声波频率为20KHz，功率为2KW。根椐涂层的厚度和负载大小，所述负载指工件的数量及大小，脱除时间为20min～60min。(4)脱除完成后，取出工件，对工件依次进行用去离子水冲洗、浓度为2％的草酸溶液漂洗、浓度为2％的NaOH溶液漂洗、去离子水漂洗、异丙醇切水，之后烘干。草酸溶液漂洗用来除去工件表面残留的KMnO4和反应附产物；NaOH溶液漂洗用来中和工件表面残留的草酸。如有需要，即可对烘干的工件作防锈处理。脱除过程中，可根据工件颜色判断是否完成脱除。原始工件显示DLC层的颜色，即黑色；由于脱膜液中含KMnO4，脱除DLC涂层的工件因残留KMnO4呈红褐色。当工件呈现红褐色，即表明DLC涂层已被脱除。(5)采用颜色反应检测法检测DLC涂层的脱除效果。当脱除后工件呈红褐色，酸洗后呈金属本色，只能说明DLC层被脱除，而不能保证结合层也脱除干净，因为结合层也具有金属本色，要作进一步的检测。检测方法具体为：将浓度为％的硫酸铜试本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种DLC涂层的脱除方法，其特征是，包括：带DLC涂层的工件置于盛有脱膜液的超声波槽内，并使工件完全浸泡于温度为40℃～60℃的脱模液中；开启超声波进行脱除；所述工件包括金属基底、涂覆于基底上的结合层、以及涂覆于结合层上的DLC层；所述脱膜液用来腐蚀结合层。

【技术特征摘要】
1.一种DLC涂层的脱除方法，其特征是，包括：带DLC涂层的工件置于盛有脱膜液的超声波槽内，并使工件完全浸泡于温度为40℃～60℃的脱模液中；开启超声波进行脱除；所述工件包括金属基底、涂覆于基底上的结合层、以及涂覆于结合层上的DLC层；所述脱膜液用来腐蚀结合层。2.如权利要求1所述的DLC涂层的脱除方法，其特征是：所述脱膜液包含强氧化剂、碱和去离子水。3.如权利要求2所述的DLC涂层的脱除方法，其特征是：所述碱为KOH、NaOH或氨水。4.如权利要求2所述的DLC涂层的脱除方法，其特征是：所述强氧化剂为KMnO4或双氧水。5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志宏，郎文昌，高斌，王向红，
申请(专利权)人：温州职业技术学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33