專利名稱：防腐蝕的釹鐵硼永磁表面鍍層材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于釹鐵硼永磁材料表面防腐領(lǐng)域，更具體地說，是涉及防腐蝕的釹鐵硼永磁表面鍍層材料。
技術(shù)背景 釹鐵硼稀土永磁是繼釤鈷稀土永磁后的第三代稀土永磁材料，具有高剩磁、高矯頑力和高磁能積。釹鐵硼永磁材料的迅速發(fā)展，極大地促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。作為磁性功能材料被廣泛地應(yīng)用于電子產(chǎn)品、汽車工業(yè)、醫(yī)療設(shè)備、能源交通、永磁電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電等眾多領(lǐng)域。由于釹鐵硼永磁體中的釹是一種稀土元素，化學(xué)活性很強(qiáng)，其標(biāo)準(zhǔn)平衡電位是-2. 431V，在空氣中易被氧化，耐蝕性差。并且在燒結(jié)釹鐵硼永磁材料中富B相、富Nd相、Nd2Fe14B相的電化學(xué)電位各不相同，富Nd相的電極電位負(fù)于基體Nd2Fe14B相，晶界上數(shù)量眾多的富釹相，在濕熱的環(huán)境中形成腐蝕微電池，組成了許多大陰極(Nd2Fe14B相)與小陽極(Nd相)組成的微電池群。富Nd相首先被腐蝕，形成晶間腐蝕，嚴(yán)重時(shí)，產(chǎn)生大量Nd的氧化物和氫化物使材料粉化，從而導(dǎo)致磁性能下降。因此，一般都要對釹鐵硼永磁體表面進(jìn)行涂層處理，目前使用的涂層技術(shù)有電鍍Ni層、電鍍Zn層、組合電鍍NiCuNi層、化學(xué)鍍Ni層、電泳以及真空濺射鋁膜等技術(shù)。采用上述方法獲得的釹鐵硼永磁體的表面涂層，不能完全滿足釹鐵硼永磁體的防腐和使用性能，限制了釹鐵硼磁體在一些耐蝕性、穩(wěn)定性方面有更高要求的領(lǐng)域的應(yīng)用
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型就是針對上述問題，提供了一種防腐效果好、持久性的防腐蝕的釹鐵硼永磁表面鍍層材料。為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案，釹鐵硼永磁材料表面的鍍層由里往外依次為，電鍍Ni層、化學(xué)鍍Ni層、電鍍Cu層、化學(xué)鍍Ni層和電鍍Ni層。鍍層總厚度為16 35 μ m。鍍層中的化學(xué)鎳層厚度為2 10 μ m。鍍層中的電鍍Ni層的厚度3 15 μ m。鍍層中的電鍍Cu層的厚度3 15 μ m。加工時(shí)，其在釹鐵硼永磁體表面依次進(jìn)行電鍍Ni、化學(xué)鍍Ni、電鍍Cu、化學(xué)鍍Ni和電鍍Ni。釹鐵硼永磁體在鍍層前還進(jìn)行了倒角、除油、酸洗和活化。電鍍Ni的加工工藝為，將經(jīng)過前處理的釹鐵硼永磁體置于鍍鎳溶液中，在溫度為48 52°C，pH = 4. 2 4. 6的條件下進(jìn)行電鍍鎳，電流密度為O. 8 lA/dm2，電鍍時(shí)間為30 60min ；[0014]鍍Ni 溶液的組成為，NiSO4 ·6Η20 220 250g/L ;NiCL235 40g/L ;H3B0340 45g/L，溶劑為水?；瘜W(xué)鍍Ni的加工工藝為，將鍍層后的釹鐵硼永磁體置于化學(xué)鍍鎳溶液中，在溫度為65 75 °C，pH = 4. 8 5. O的條件下進(jìn)行化學(xué)鍍鎳；化學(xué)鍍Ni 溶液的組成為，NiSO4 · 6H20 18 23g/L ；NaC2H302 · 3H2014 15g/L ；Na3C6H5O7 · 2H20 9 lOg/L ；NaH2PO2 · H2O 20 25g/L ；C4H6O510 20g/L，溶劑為水；電鍍Cu的加工工藝為，釹鐵硼永磁體在鍍層后進(jìn)行了熱處理，熱處理是在無氧條件下進(jìn)行的，將鍍層后的釹鐵硼永磁體置于鍍銅溶液中，在溫度為44 46°C,pH = 8. O 8. 5的條件下進(jìn)行電鍍銅，電流密度為O. 6 O. 8A/dm2，電鍍時(shí)間為30 60min ；鍍銅溶液的組成為，K4P2O7 270 300g/L ；Cu2P2O7 40 60g/L，溶劑為水。釹鐵硼永磁體在鍍層后進(jìn)行了熱處理，熱處理是在無氧條件下進(jìn)行的，熱處理溫度為600 850°C，熱處理時(shí)間為I 2h。所述的無氧條件為氬氣氣氛、氮?dú)鈿夥栈蛘婵斩葹镮 3X 10_3MPa。本實(shí)用新型的有益效果(I)不同種類的鍍層具有不同的微觀組織結(jié)構(gòu)，并且鍍層之間存在高低不同的電位差，按照一定的次序進(jìn)行組合可以顯著的提高釹鐵硼永磁體的耐腐蝕性能；(2)鍍層應(yīng)力釋放、鍍層表層老化致密、Nd相析出并均布于磁體表面補(bǔ)充電鍍過程中造成的富Nd相損失，對矯頑力的貢獻(xiàn)。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖I中，I為釹鐵硼永磁材料，2為電鍍鎳層，3為電鍍銅層，4為化學(xué)鍍鎳層。圖2為熱擴(kuò)滲后磁體表面邊界處Dy、Nd、Al元素分布圖。
具體實(shí)施方式
釹鐵硼永磁材料表面的鍍層由里往外依次為，電鍍Ni層、化學(xué)鍍Ni層、電鍍Cu層、化學(xué)鍍Ni層和電鍍Ni層。鍍層總厚度為16 35 μ m。鍍層中的化學(xué)鎳層厚度為2 10 μ m。鍍層中的電鍍Ni層的厚度3 15 μ m。鍍層中的電鍍Cu層的厚度3 15 μ m。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I選取牌號為45M,尺寸Φ30X 7mm的五塊釹鐵硼永磁體,分別編號為1、2、3、4、5 (I)首先對釹鐵硼永磁體的性能進(jìn)行檢測，然后進(jìn)行倒角、除油、酸洗、活化等的處理；(2)采用電鍍Ni+化學(xué)鍍Ni+電鍍Cu+化學(xué)鍍Ni+電鍍Ni的鍍層組合進(jìn)行鍍覆，鍍層總厚度分別為 16 μ m, 20 μ m, 25 μ m, 30 μ m, 35 μ m ；[0038](3)電鍍Ni加工工藝為，將經(jīng)過前處理的釹鐵硼永磁體置于鍍鎳溶液中，在溫度為48°C，pH = 4. 2的條件下進(jìn)行電鍍鎳，電流密度為O. 8A/dm2，電鍍時(shí)間為60min ；鍍Ni 溶液的組成為，NiSO4 · 6H20 220g/L ；NiCL2 35g/L ；H3BO3 45g/L，溶劑為水。(4)化學(xué)鍍Ni加工工藝為，將鍍層后的釹鐵硼永磁體置于化學(xué)鍍鎳溶液中，在溫度為75°C，pH = 5.0的條件下進(jìn)行化學(xué)鍍鎳60min ；化學(xué)鍍Ni 溶液的組成為，NiSO4 ·6Η20 18g/L ；NaC2H302 *3H2015g/L ；Na3C6H5O7 ·2Η20lOg/L ；NaH2PO2 · H2O 25g/L ；C4H6O5 20g/L, CuSO4 · 5H20 0. 01g/L，溶劑為水；(5)電鍍Cu的加工工藝為將化學(xué)鍍鎳后的釹鐵硼永磁體置于鍍銅溶液中，在溫度為46°C，pH = 8.0的條件下進(jìn)行電鍍銅，電流密度為O. 8A/dm2，電鍍時(shí)間為60min ；鍍銅溶液的組成為，K4P2O7 270g/L ；Cu2P2O7 40g/L，溶劑為水。(6)第二層化學(xué)鍍Ni按照步驟(4)進(jìn)行。(7)第二層電鍍Ni按照步驟⑶進(jìn)行。(8)再將五塊磁體置于真空熱處理爐中在真空度為10_3MPa，加熱溫度為750°C條件下進(jìn)行熱擴(kuò)散處理I. 5h，然后隨爐冷卻至50°C以下取出；然后，測定五塊磁體的磁性能并進(jìn)行中性鹽霧試驗(yàn)，試驗(yàn)條件如下噴液為溫度35°C、濃度5wt%、pH = 6. 5 7. 2的NaCl溶液，噴霧速度為I. 5ml/Hr，結(jié)果如表I所示。表I
序鍍層厚內(nèi)稟矯頑力鹽霧試 號度μπι 變化AHqj 驗(yàn)?zāi)臀g
時(shí)間h
1162.1%68----
2205.3%110
3259.6%206
43013.2%240
53513.5%190
\.由表I可知，鍍后的磁體經(jīng)真空熱處理后，隨著鍍層厚度的增加磁體的內(nèi)稟矯頑力增加，耐腐蝕能力提高。實(shí)施例2選取牌號為45M，尺寸Φ30Χ7πιπι的三塊釹鐵硼永磁體，分別編號為1、2、3 ；(I)首先對釹鐵硼永磁體的性能進(jìn)行檢測，然后進(jìn)行倒角、除油、酸洗、活化的前處理；(2)采用電鍍Ni+化學(xué)鍍Ni+電鍍Cu+化學(xué)鍍Ni+電鍍Ni的鍍層組合進(jìn)行鍍覆，鍍層總厚度為30μπι;(3)電鍍Ni加工工藝為，將經(jīng)過前處理的釹鐵硼永磁體置于鍍鎳溶液中，在溫度為48°C，pH = 4. 2的條件下進(jìn)行電鍍鎳，電流密度為O. 8A/dm2，電鍍時(shí)間為60min ；鍍Ni 溶液的組成為，NiSO4 · 6H20 220g/L ；NiCL235g/L ;H3B0345g/L，溶劑為水。(4)化學(xué)鍍Ni加工工藝為，將鍍層后的釹鐵硼永磁體置于化學(xué)鍍鎳溶液中，在溫度為75°C，pH = 5.0的條件下進(jìn)行化學(xué)鍍鎳60min ；化學(xué)鍍Ni 溶液的組成為，NiSO4 ·6Η20 18g/L ；NaC2H302 *3H2015g/L ；Na3C6H5O7 ·2Η20lOg/L ；NaH2PO2 · H2O 25g/L ；C4H6O5 20g/L, CuSO4 · 5H20 0. 01g/L，溶劑為水；(5)電鍍Cu的加工工藝為將化學(xué)鍍鎳后的釹鐵硼永磁體置于鍍銅溶液中，在溫度為46°C，pH = 8.0的條件下進(jìn)行電鍍銅，電流密度為O. 8A/dm2，電鍍時(shí)間為60min ；鍍銅溶液的組成為，K4P2O7 270g/L ；Cu2P2O7 40g/L，溶劑為水。(6)第二層化學(xué)鍍Ni按照步驟(4)進(jìn)行。(7)第二層電鍍Ni按照步驟(3)進(jìn)行。(8)再將三塊磁體分別置于真空熱處理爐中在氬氣保護(hù)、氮?dú)獗Ｗo(hù)以及真空度為IO-3MPa的三種狀態(tài)下，加熱溫度為750°C條件下進(jìn)行熱擴(kuò)散處理I. 5h，然后隨爐冷卻至50°C以下取出；然后，測定三塊磁體的磁性能并進(jìn)行中性鹽霧試驗(yàn)，試驗(yàn)條件如下噴液為溫度35°C、濃度5wt%、pH = 6. 5 7. 2的NaCl溶液，噴霧速度為I. 5ml/Hr,結(jié)果如表2所示。表 權(quán)利要求1.防腐蝕的釹鐵硼永磁表面鍍層材料，其特征在于，釹鐵硼永磁材料表面的鍍層由里往外依次為，電鍍Ni層、化學(xué)鍍Ni層、電鍍Cu層、化學(xué)鍍Ni層和電鍍Ni層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的防腐蝕的釹鐵硼永磁表面鍍層材料，其特征在干，鍍層總厚度為16 35 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的防腐蝕的釹鐵硼永磁表面鍍層材料，其特征在于，鍍層中的化學(xué)鎳層厚度為2 10μπι。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的防腐蝕的釹鐵硼永磁表面鍍層材料，其特征在于，鍍層中的電鍍Ni層的厚度Γ15
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的防腐蝕的釹鐵硼永磁表面鍍層材料，其特征在于，鍍層中的電鍍Cu層的厚度Γ1專利摘要本實(shí)用新型屬于釹鐵硼永磁材料表面防腐領(lǐng)域，更具體地說，是涉及防腐蝕的釹鐵硼永磁表面鍍層材料。本實(shí)用新型提供了一種防腐效果好、持久性的防腐蝕的釹鐵硼永磁表面鍍層材料。釹鐵硼永磁材料表面的鍍層由里往外依次為，電鍍Ni層、化學(xué)鍍Ni層、電鍍Cu層、化學(xué)鍍Ni層和電鍍Ni層。
文檔編號C23C18/32GK202463036SQ20122005790
公開日2012年10月3日 申請日期2012年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月22日
發(fā)明者劉振剛, 孫寶玉, 崔振華, 惠鑫, 裴文利 申請人:沈陽中北通磁科技股份有限公司