專利名稱：一種防腐蝕的釹鐵硼永磁表面鍍層材料及其加工工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于釹鐵硼永磁材料表面防腐領域，更具體地說，是涉及一種防腐蝕的釹鐵硼永磁表面鍍層材料及其加工工藝。
背景技術：
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展，極大地促進了科學技術的進步。作為磁性功能材料被廣泛地應用于電子產品、汽車工業、醫療設備、能源交通、永磁電機、風力發電等眾多領域。由于釹鐵硼永磁體中的釹是一種稀土元素，化學活性很強，其標準平衡電位是-2. 431V，在空氣中易被氧化，耐蝕性差。并且在燒結釹鐵硼永磁材料中富B相、富Nd相、 Nd2Fe14B相的電化學電位各不相同，富Nd相的電極電位負于基體Nd2Fe14B相，晶界上數量眾多的富釹相，在濕熱的環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，嚴重時，產生大量Nd的氧化物和氫化物使材料粉化，從而導致磁性能下降。因此，一般都要對釹鐵硼永磁體表面進行涂層處理，目前使用的涂層技術有電鍍Ni層、電鍍Zn層、組合電鍍NiCuNi層、化學鍍Ni層、 電泳以及真空濺射鋁膜等技術。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、穩定性方面有更高要求的領域的應用。
發明內容
本發明就是針對上述問題，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及其加工工藝。為了實現本發明的上述目的，本發明采用如下技術方案，釹鐵硼永磁材料表面的鍍層由里往外依次為，電鍍Ni層、化學鍍Ni層、電鍍Cu層、化學鍍Ni層和電鍍Ni層。鍍層總厚度為16 35 μ m。鍍層中的化學鎳層厚度為2 10 μ m。鍍層中的電鍍鎳層厚度為3 15 μ m。鍍層中的電鍍銅層厚度為3 15 μ m。加工時，其在釹鐵硼永磁體表面依次進行電鍍Ni、化學鍍Ni、電鍍Cu、化學鍍Ni和電鍍Ni。釹鐵硼永磁體在鍍層前還進行了倒角、除油、酸洗和活化。電鍍Ni的加工工藝為，將經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的條件下進行電鍍鎳，電流密度為O. 8 lA/dm2，電鍍時間為 30 60min ；鍍Ni 溶液的組成為，NiSO4 · 6H20 220 250g/L ；NiCL2 35 40g/L ；H3BO3 40 45g/L，溶劑為水。化學鍍Ni的加工工藝為，將鍍層后的釹鐵硼永磁體置于化學鍍鎳溶液中，在溫度為65 75 °C，pH = 4. 8 5. O的條件下進行化學鍍鎳；化學鍍Ni 溶液的組成為，NiSO4 · 6H20 18 23g/L ；NaC2H3O2 · 3H20 14 15g/ L ；Na3C6H5O7 · 2H20 9 10g/L ；NaH2PO2 · H2O 20 25g/L ；C4H6O5 10 20g/L，CuSO4 · 5H20 0.01 0. 03g/L，溶劑為水；電鍍Cu的加工工藝為將化學鍍鎳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的條件下進行電鍍銅，電流密度為O. 6 O. 8A/dm2，電鍍時間為 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行了熱處理，熱處理是在無氧條件下進行的，熱處理溫度為600 850°C，熱處理時間為I 2h。所述的無氧條件為氬氣氣氛、氮氣氣氛或真空度為I 3X 10_3MPa。本發明的有益效果(I)不同種類的鍍層具有不同的微觀組織結構，并且鍍層之間存在高低不同的電位差，按照一定的次序進行組合可以顯著的提高釹鐵硼永磁體的耐腐蝕性能；(2)鍍層應力釋放、鍍層表層老化致密、Nd相析出并均布于磁體表面補充電鍍過程中造成的富Nd相損失，對矯頑力的貢獻。
圖I為本發明的結構示意圖。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為化學鍍鎳層。
具體實施例方式實施例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行檢測，然后進行倒角、除油、酸洗、活化等的處理；(2)采用電鍍Ni+化學鍍Ni+電鍍Cu+化學鍍Ni+電鍍Ni的鍍層組合進行鍍覆， 鍍層總厚度分別為 16 μ m, 20 μ m, 25 μ m, 30 μ m, 35 μ m ；(3)電鍍Ni加工工藝為，將經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的條件下進行電鍍鎳，電流密度為O. 8A/dm2，電鍍時間為60min ；鍍Ni 溶液的組成為，NiSO4 · 6H20 220g/L ；NiCL2 35g/L ；H3BO3 45g/L，溶劑為水。(4)化學鍍Ni加工工藝為，將鍍層后的釹鐵硼永磁體置于化學鍍鎳溶液中，在溫度為75°C，pH = 5.0的條件下進行化學鍍鎳60min ；化學鍍Ni 溶液的組成為，NiSO4 ·6Η20 18g/L ;NaC2H302 · 3H20 15g/L ； Na3C6H5O7 · 2Η20 IO g/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的條件下進行電鍍銅，電流密度為O. 8A/dm2，電鍍時間為60min ；
鍍銅溶液的組成為，K4P2O7 270g/L ；Cu2P2O7 40g/L，溶劑為水。(6)第二層化學鍍Ni按照步驟(4)進行。(7)第二層電鍍Ni按照步驟⑶進行。(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條件下進行熱擴散處理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行中性鹽霧試驗，試驗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，結果如表I所示。表I
權利要求
1.一種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、化學鍍Ni層、電鍍Cu層、化學鍍Ni層和電鍍Ni層。
2.根據權利要求I所述的防腐蝕的釹鐵硼永磁表面鍍層材料，其特征在于，鍍層總厚度為16 35 μ m。
3.根據權利要求I所述的防腐蝕的釹鐵硼永磁表面鍍層材料，其特征在于，鍍層中的化學鎳層厚度為疒10 μ m，鍍層中的電鍍鎳層厚度為:Γ15 μ m，鍍層中的銅層厚度為 3 15 μ m0
4.一種權利要求I所述的防腐蝕的釹鐵硼永磁表面鍍層材料的加工工藝，其特征在于，加工時，其在釹鐵硼永磁體表面依次進行電鍍Ni、化學鍍Ni、電鍍Cu、化學鍍Ni和電鍍Ni。
5.根據權利要求4所述的防腐蝕的釹鐵硼永磁表面鍍層材料的加工工藝，其特征在于，釹鐵硼永磁體在鍍層前還進行了倒角、除油、酸洗和活化。
6.根據權利要求4所述的防腐蝕的釹鐵硼永磁表面鍍層材料的加工工藝，其特征在于，電鍍Ni的加工工藝為，將經過前處理的釹鐵硼永磁體置于鍍鎳溶液中，在溫度為48 52 V，pH=4. 2^4. 6的條件下進行電鍍鎳，電流密度為O. 8 1 A/dm2,電鍍時間為 30 60min ；鍍 Ni 溶液的組成為，NiSO4 · 6H20 220 250g/L ；NiCL2 35 40g/L ；H3B03 40 45g/L，溶劑為水。
7.根據權利要求4所述的防腐蝕的釹鐵硼永磁表面鍍層材料的加工工藝，其特征在于，化學鍍Ni的加工工藝為，將鍍層后的釹鐵硼永磁體置于化學鍍鎳溶液中，在溫度為 65 75°C，pH=4. 8 5. O的條件下進行化學鍍鎳，化學鍍時間為2(T60min ；化學鍍 Ni 溶液的組成為，NiSO4 · 6H20 18 23g/L ；NaC2H3O2 · 3H20 14 15g/L ； Na3C6H5O7 · 2H20 9 10g/L ；NaH2P02 · H2O 20 25g/L ；C4H6O5 10 20g/L，CuSO4 · 5H20·0.0Γ0. 03g/L;溶劑為水。
8.根據權利要求4所述的防腐蝕的釹鐵硼永磁表面鍍層材料的加工工藝，其特征在于，電鍍Cu的加工工藝為，將化學鍍鎳后的釹鐵硼永磁體置于鍍銅溶液中，在溫度為44 46°C，ρΗ=8. (Γ8. 5的條件下進行電鍍銅，電流密度為O. 6 O. 8A/dm2，電鍍時間為3(T60min ；鍍銅溶液的組成為，K4P2O7 27(T300g/L ;Cu2P2O7 4(T60g/L，溶劑為水。
9.根據權利要求4所述的防腐蝕的釹鐵硼永磁表面鍍層材料的加工工藝，其特征在于，釹鐵硼永磁體在鍍層后進行了熱處理，熱處理是在無氧條件下進行的，熱處理溫度為 60(T850°C，熱處理時間為I 2h。
10.根據權利要求9所述的防腐蝕的釹鐵硼永磁表面鍍層材料的加工工藝，其特征在于，所述的無氧條件為氬氣氣氛、氮氣氣氛或真空度為f3X10_3MPa。
全文摘要
本發明屬于釹鐵硼永磁材料表面防腐領域，更具體地說，是涉及一種防腐蝕的釹鐵硼永磁表面鍍層材料及其加工工藝。本發明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及其加工工藝。釹鐵硼永磁材料表面的鍍層由里往外依次為，電鍍Ni層、化學鍍Ni層、電鍍Cu層、化學鍍Ni層和電鍍Ni層。
文檔編號C23C18/32GK102582157SQ20121004112
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月22日 優先權日2012年2月22日
發明者劉振剛, 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