鈦酸鹽處理液、永磁材料的表面處理方法和永磁材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鈦酸鹽處理液、永磁材料的表面處理方法和永磁材料。該鈦酸鹽處理液含有0.5～5克/升的鈦酸、5～10克/升的氟硅酸、5～10克/升的氟化鈉和/或氟化鉀、0.5～3克/升的雙氧水和/或過硫酸鈉和/或硝酸鈰。本發(fā)明的鈦酸鹽處理液不含會對環(huán)境造成污染的磷，并且用本發(fā)明的表面處理方法處理后的永磁材料具有良好的防腐蝕性能。
【專利說明】鈦酸鹽處理液、永磁材料的表面處理方法和永磁材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鈦酸鹽處理液、使用該鈦酸鹽處理液的永磁材料表面處理方法，以及經(jīng)該表面處理方法處理過的永磁材料。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來釹鐵硼(NdFeB)永磁材料的應(yīng)用和發(fā)展十分迅速，對釹鐵硼永磁材料的有效防護(hù)是關(guān)系到釹鐵硼永磁材料推廣應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。釹鐵硼永磁材料主要是由稀土金屬釹、鐵和硼等元素通過粉末冶金工藝制備而成。作為目前磁性最強的材料，釹鐵硼永磁材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電鍍器件、機械、醫(yī)療、汽車等諸領(lǐng)域，應(yīng)用前景十分廣闊。
[0003]釹鐵硼永磁材料應(yīng)用的前提是首先要解決好釹鐵硼永磁材料的防腐問題。作為一種通過粉末冶金工藝制備而成的多孔材料，釹鐵硼永磁材料由于富釹相存在于釹鐵硼主相晶界而很容易發(fā)生晶間腐蝕。釹鐵硼粉末合金中的稀土元素釹性質(zhì)活潑，使整個釹鐵硼合金的耐蝕性能變得很差，在濕熱的環(huán)境中極易生銹腐蝕，因腐蝕失效造成磁性能的下降或損壞，嚴(yán)重影響了釹鐵硼永磁體的使用壽命，降低了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。釹鐵硼永磁材料的磁性能與其組織結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系。釹鐵硼永磁體的主相是磁體磁性能的主要來源。對矯頑力貢獻(xiàn)最大的是富釹相。當(dāng)釹鐵硼永磁材料發(fā)生腐蝕以后，材料的磁性能將大大地被削弱。因此，釹鐵硼永磁材料的防腐問題一直是釹鐵硼永磁材料需要解決的主要問題之
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[0004]目前釹鐵硼永磁材料的防腐方法有很多。其中有電鍍鎳、電鍍鋅(CN1421547A、CN1056133A)、電鍍多層鎳、鍍銅(CN1514889A)、磷化(200510020633X)、鈍化(CN101613859)、電泳漆等多種方法。
[0005]其中，CN101613859公開了一種用于釹鐵硼磁性材料表面處理的鈍化劑，其中，亞硝酸鹽為0.01~30%、氨類物質(zhì)為0.01~30%、a-苯甲酸鹽為0.01~4%、磷酸鹽和聚磷酸鹽為0.004~4%、鑰酸鹽為0.01~10%,余量為水。利用該鈍化劑進(jìn)行了防腐蝕處理的釹鐵硼永磁材料,鹽霧試驗的抗蝕壽命為0.2~9小時左右。
[0006]但是，因為上述鈍化劑含磷，因而可能對環(huán)境造成破壞。此外，也希望進(jìn)一步提高釹鐵硼永磁材料的防腐蝕性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種用于永磁材料表面處理的處理液，該處理液不含磷，并且使用該處理液處理后的永磁材料具有更高的防腐性能。
[0008]為了實現(xiàn)上述 目的，本發(fā)明提供一種鈦酸鹽處理液，其特征在于，所述鈦酸鹽處理液含有主成膜劑、成膜促進(jìn)劑、成膜配位劑和氧化劑。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種永磁材料的表面處理方法，所述表面處理方法包括如下步驟:對所述永磁進(jìn)行預(yù)處理；用本發(fā)明的上述鈦酸鹽處理液對預(yù)處理后的永磁材料進(jìn)行鈦酸鹽處理；對鈦酸鹽處理后的永磁材料進(jìn)行水洗和干燥。[0010]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種永磁材料，所述永磁材料的表面經(jīng)本發(fā)明的上述表面處理方法處理過。
[0011]本發(fā)明的鈦酸鹽處理液不含會對環(huán)境造成污染的磷。本發(fā)明的表面處理方法處理步驟少，不包括表調(diào)工序。用本發(fā)明的表面處理方法處理后的永磁材料具有良好的防腐蝕性能。
【具體實施方式】
[0012]以下將結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0013]實施例1
[0014]先將尺寸為φ2 4mm x cpl5mm>< 18mm (外徑X內(nèi)徑X厚度)的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料2.3公斤進(jìn)行預(yù)處理，具體步驟為:在振磨機中振磨2小時，然后用堿性溶液(磷酸鈉20g/升、碳酸鈉IOg/升和氫氧化鈉IOg/升)脫脂除油，隨后在I %硝酸中酸洗除去表面氧化物，最后水洗。將預(yù)處理后的釹鐵硼永磁材料進(jìn)行鈦酸鹽處理，時間為30分鐘。將鈦酸鹽處理后的材料進(jìn)行水洗和吹干。所述鈦酸鹽處理使用由作為主成膜劑的鈦酸0.5克、作為成膜促進(jìn)劑的氟硅酸5克、作為成膜配位劑的氟化鈉10克和作為氧化劑的雙氧水I克在I升水中配成的處理液。處理后的釹鐵硼永磁材料表面形成的涂層中各個元素質(zhì)量百分比為:鐵60%、氧25%、鈦8%、硅4%，其余為鈉和釹。所述涂層呈彩色。防腐蝕性能參見表1。
[0015]實施例2
[0016]先將尺寸為φ2 4mm x cpl5mm x I 8mm的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料2.3公斤進(jìn)行預(yù)處理，具體步驟為:在振磨機中振磨2小時，然后用堿性溶液(磷酸鈉20g/升、碳酸鈉IOg/升和氫氧化鈉IOg/升)脫脂除油，隨后在1%硝酸中酸洗除去表面氧化物，最后水洗。將預(yù)處理后的釹鐵硼永磁材料進(jìn)行鈦酸鹽處理，時間為30分鐘。將鈦酸鹽處理后的材料進(jìn)行水洗和吹干。所述鈦酸鹽處理使用由作為主成膜劑的鈦酸5克、作為成膜促進(jìn)劑的氟硅酸5克、作為成膜配位劑的氟化鉀10克和作為氧化劑的過硫酸鈉3克在I升水中配成的處理液。處理后的釹鐵硼永磁材料表面形成的涂層中各個元素質(zhì)量百分比為:鐵75%、氧15%、鈦含量5%、硅含量1%，其余為鉀、鈉和釹。所述涂層呈彩色。防腐蝕性能參見表1。
[0017]實施例3
[0018]先將尺寸為φ2 4mm x cpl5mm x I 8mm的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料2.3公斤進(jìn)行預(yù)處理，具體步驟為:在振磨機中振磨2小時，然后用堿性溶液(磷酸鈉20g/升、碳酸鈉IOg/升和氫氧化鈉IOg/升)脫脂除油，隨后在1%硝酸中酸洗除去表面氧化物，最后水洗。將預(yù)處理后的釹鐵硼永磁材料進(jìn)行鈦酸鹽處理，時間為30分鐘。將鈦酸鹽處理后的材料進(jìn)行水洗和吹干。所述鈦酸鹽處理使用由作為主成膜劑的鈦酸2.5克、作為成膜促進(jìn)劑的氟硅酸10克、作為成膜配位劑的氟化鈉3.0克和氟化鉀2.3克以及作為氧化劑的硝酸鈰2克在I升水中配成的處理液。處理后的釹鐵硼永磁材料表面形成的涂層中各個元素質(zhì)量百分比為:鐵70%、氧25%、鈦7%、硅2.6%，其余為鈉、釹和鉀。所述涂層呈彩色。防腐蝕性能參見表1。
[0019]實施例4
[0020]先將尺寸為φ2 4mm x cpl5mm x I 8mm的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料2.3公斤進(jìn)行預(yù)處理，具體步驟為:在振磨機中振磨2小時，然后用堿性溶液(磷酸鈉20g/升、碳酸鈉IOg/升和氫氧化鈉IOg/升)脫脂除油，隨后在1%硝酸中酸洗除去表面氧化物，最后水洗。將預(yù)處理后的釹鐵硼永磁材料進(jìn)行鈦酸鹽處理，時間為30分鐘。將鈦酸鹽處理后的材料進(jìn)行水洗和吹干。所述鈦酸鹽處理使用由作為主成膜劑的鈦酸1.5克、作為成膜促進(jìn)劑的氟硅酸8克、作為成膜配位劑的氟化鈉8克以及作為氧化劑的雙氧水I克和過硫酸鈉2克在I升水中配成的處理液。處理后的釹鐵硼永磁材料表面形成的涂層中各個元素質(zhì)量百分比為:鐵60%、氧20%、鈦8%、硅1.5%，其余為鈉和釹。所述涂層呈彩色。防腐蝕性能參見表1。
[0021]實施例5
[0022]先將尺寸為φ2 4mm x cpl5mm x I 8mm的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料2.3公斤進(jìn)行預(yù)處理，具體步驟為:在振磨機中振磨2小時，然后用堿性溶液(磷酸鈉20g/升、碳酸鈉IOg/升和氫氧化鈉IOg/升)脫脂除油，隨后在1%硝酸中酸洗除去表面氧化物，最后水洗。將預(yù)處理后的釹鐵硼永磁材料進(jìn)行鈦酸鹽處理，時間為30分鐘。將鈦酸鹽處理后的材料進(jìn)行水洗和吹干。所述鈦酸鹽處理使用由作為主成膜劑的鈦酸0.5克、作為成膜促進(jìn)劑的氟硅酸5克、作為成膜配位劑的氟化鈉3克和氟化鉀2.5克以及作為氧化劑的過硫酸鈉0.5克和硝酸鈰I克配成的處理液。處理后的釹鐵硼永磁材料表面形成的涂層中各個元素質(zhì)量百分比為:鐵73%、氧18%、鈦6%、硅2%，其余為鉀、鈉、釹及其它稀土元素。所述涂層呈彩色。防腐蝕性能參見表1。
[0023]實施例6
[0024]先將尺寸為φ2 4mm x cpl5mm x I 8mm的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料2.3公斤進(jìn)行預(yù)處理，具體步驟為:在振磨機中振磨2小時，用堿性溶液(磷酸鈉20g/升、碳酸鈉IOg/升和氫氧化鈉IOg/升)脫脂除油，隨后在I %硝酸中酸洗除去表面氧化物，最后水洗。將預(yù)處理后的釹鐵硼永磁材料進(jìn)行鈦酸鹽處理，時間為30分鐘。將鈦酸鹽處理后的材料進(jìn)行水洗和吹干。所述鈦酸鹽處理使用由作為主成膜劑的鈦酸4.5克、作為成膜促進(jìn)劑的氟硅酸6.5克、作為成膜配位劑的氟化鉀10克`以及作為氧化劑的雙氧水I克、過硫酸鈉I克和硝酸鈰I克在I升水中配成的處理液。處理后的釹鐵硼永磁材料表面形成的涂層中各個元素質(zhì)量百分比為:鐵65%、氧23%、鈦7%、硅4%，其余為鉀、鈉和釹。所述涂層呈彩色。防腐蝕性能參見表1。
[0025]對比例I
[0026]先將尺寸為φ2 4mm x cpl5mm x I 8mm的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料2.3公斤進(jìn)行預(yù)處理，具體步驟:在振磨機中磨光2小時，用堿性溶液(磷酸鈉20g/升、碳酸鈉IOg/升和氫氧化鈉IOg/升)脫脂除油，隨后在1%硝酸中酸洗除去表面氧化物，接著水洗、表調(diào)。將預(yù)處理后的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料采用CN101613859公開的鈍化劑鈍化。防腐蝕性能參見表
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[0027]表1給出了實施例1~6和對比例I得到的永磁材料物理參數(shù)的實驗數(shù)據(jù)。
[0028]表1
[0029]
【權(quán)利要求】
1.一種鈦酸鹽處理液，其特征在于，所述鈦酸鹽處理液含有主成膜劑、成膜促進(jìn)劑、成膜配位劑和氧化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦酸鹽處理液，其特征在于，所述主成膜劑是鈦酸，其在所述鈦酸鹽處理液中的含量為0.5~5克/升。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦酸鹽處理液，其特征在于，所述成膜促進(jìn)劑是氟硅酸，其在所述鈦酸鹽處理液中的含量為5~10克/升。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦酸鹽處理液，其特征在于，所述成膜配位劑是氟化鈉和氟化鉀中的一種或兩種，所述成膜配位劑在所述鈦酸鹽處理液中的含量為5~10克/升。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦酸鹽處理液，其特征在于，所述氧化劑是雙氧水、過硫酸鈉和硝酸鈰中的一種或多種，所述氧化劑在所述鈦酸鹽處理液中的含量為0.5~3克/升。
6.一種永磁材料的表面處理方法，其特征在于，所述表面處理方法包括如下步驟: 對所述永磁進(jìn)行預(yù)處理； 用根據(jù)權(quán)利要求1~5任一項所述的鈦酸鹽處理液對預(yù)處理后的永磁材料進(jìn)行鈦酸鹽處理； 對鈦酸鹽處理后的永磁材料進(jìn)行水洗和干燥。
7.根據(jù)權(quán)利 要求6所述的表面處理方法，其特征在于，所述預(yù)處理包括如下步驟中的一個或多個: 對所述永磁材料的表面進(jìn)行磨光； 對所述永磁材料進(jìn)行脫脂除油； 對所述永磁材料進(jìn)行酸洗除銹。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的表面處理方法，其特征在于，所述永磁材料為燒結(jié)釹鐵硼永磁材料或粘結(jié)釹鐵硼永磁材料。
9.一種永磁材料，其特征在于，所述永磁材料的表面經(jīng)權(quán)利要求6~8中任一項所述的表面處理方法處理過。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的永磁材料，其特征在于,所述永磁材料表面的元素組成質(zhì)量百分比如下:鐵60~75%、氧15~25%、鈦5~8%、硅I~4%。
【文檔編號】C23C22/34GK103757623SQ201110460046
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月31日
【發(fā)明者】白曉剛, 潘廣麾 申請人:天津三環(huán)樂喜新材料有限公司, 北京中科三環(huán)高技術(shù)股份有限公司