一种烧结钕铁硼磁体表面搪瓷涂层的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种烧结钕铁硼磁体表面搪瓷涂层的制备方法，包括以下操作步骤：搪瓷涂料的制备、磁体的预处理、搪瓷涂层的制备。本发明专利技术采用阴极电泳工艺在预处理后的磁体表面沉积一层搪瓷涂层，该搪瓷涂层具有高温抗氧化性、耐热腐蚀性强、耐各种浓度的酸碱腐蚀(氢氟酸除外)等特点，同时搪瓷兼具金属材料良好的力学性能，制备工艺简单易操作、成本低等优点，是一种具有高耐磨、高耐蚀、耐高温的烧结钕铁硼磁体表面防护涂层。

Preparation method of enamel coating on Sintered Nd-Fe-B magnet

The invention discloses a preparation method of the enamel coating on the sintered NdFeB magnet surface, including the following operation steps: preparation of enamel coating, pre treatment of magnets and preparation of enamel coating. The invention uses the cathodic electrophoretic process to deposit a layer of enamel coating on the surface of the pre treated magnet. The enamel coating has the characteristics of high temperature oxidation resistance, strong heat resistance and corrosion resistance, acid base corrosion of various concentrations (except hydrofluoric acid). At the same time, the enamel has good mechanical properties with metal material, and the preparation process is simple and easy to operate. The coating is a surface protective coating for sintered Nd-Fe-B magnets with high wear resistance, high corrosion resistance and high temperature resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种烧结钕铁硼磁体表面搪瓷涂层的制备方法
本专利技术属于永磁材料表面防护领域，具体涉及一种烧结钕铁硼磁体表面搪瓷涂层的制备方法。
技术介绍
烧结钕铁硼永磁体自1983年问世以来，凭借其优异的磁性能而被广泛应用于各类电机、医疗器械、以及航空航天领域。采用粉末冶金工艺制备的烧结钕铁硼永磁体具有明显的多相结构(主相Nd2Fe14B、富Nd相和富B相)，其中位于晶界相的富Nd相具有较强的化学活性，导致各相之间的电位差较大，少量的富Nd相将承受较大的腐蚀电流，形成大阴极小阳极的腐蚀特点，因此在潮湿、高温以及电化学环境中极易发生腐蚀。为解决烧结钕铁硼永磁体的耐蚀性问题，目前主要采用以下两种方式：一是通过添加合金元素来改善晶界富Nd相与主相Nd2Fe14B之间的电位差；另一种是通过在磁体表面添加防护涂/镀层来隔绝外界腐蚀介质与基体的直接接触。但添加合金元素不能从根本上解决磁体耐蚀性差的缺点，还会在降低磁体的磁性能。因此，当前工业生产中一直采用表面防护方式来提高烧结钕铁硼永磁体的耐蚀性能。目前，烧结钕铁硼磁体表面常用的防护涂/镀层主要有金属涂层、有机涂层以及复合涂层。但是，各涂/镀层具有各自的优缺点，譬如金属涂层具有良好的耐磨性，但在酸碱液中易腐蚀；有机涂层虽具有耐酸碱性，但耐高温、耐磨性能较差；复合涂层也只能从一定程度上解决防护涂层的耐磨性和耐酸碱腐蚀性。所以，以上涂/镀层都无法同时满足磁体对高耐磨、高耐蚀、耐高温特性的要求。因此，亟待开发一种新的具有高耐磨、高耐蚀、耐高温的烧结钕铁硼磁体表面防护涂层。因搪瓷涂层具有高热化学稳定性、耐各种浓度的酸碱腐蚀(氢氟酸除外)等特点，同时搪瓷兼具金属材料良好的力学性能，制备工艺简单、成本低等优点，而被广泛应用于各种金属材料的表面防护。
技术实现思路
本专利技术针对现有烧结钕铁硼磁体表面防护涂/镀层存在的问题，提供一种具有高耐磨、高耐蚀、耐高温的烧结钕铁硼磁体表面搪瓷涂层的制备方法。为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案如下：一种烧结钕铁硼磁体表面搪瓷涂层的制备方法，包括以下步骤：(1)搪瓷涂料的制备：将基体剂、助熔剂、密着剂、乳浊剂、氧化剂进行混合，并采用机械振动充分搅拌，即可制得搪瓷涂料；(2)磁体的预处理：对烧结钕铁硼磁体进行喷砂处理，然后在真空环境中对磁体进行预热；(3)搪瓷涂层的制备：采用阴极电泳沉积的方式将搪瓷涂料涂覆在烧结钕铁硼磁体表面，并对涂覆搪瓷涂层的磁体进行烧制处理。优选地，所述步骤(1)中基体剂为SiO2、ZrO2和TiO2；助熔剂为Li2O、Na2O、K2O、B2O3、PbO、V和CaF2；密着剂为CoO、NiO、MoO3、Sb2O3、MnO2、Fe2O3、CuO和As2O3；氧化剂为KNO3、KMnO5、NaNO3、Ba(NO3)2和NH4NO3；乳浊剂为TiO2、Sb2O3、ZrO2和SrO。优选地，所述步骤(1)中搪瓷涂料的重量份配比如下所示：SiO2为40～50份、ZrO2为5～9份、TiO2为6～10份、Li2O为1～2份、Na2O为10～12份、K2O为0.5～1份、B2O3为7～9份、PbO为3～5份、V为2～4份、CaF2为3～5份、CoO为2～4份、NiO为1～2份、MoO3为1～5份、Sb2O3为2～3份、MnO2为1～3份、Fe2O3为0.3～0.9份、CuO为0.5～1份、As2O3为0.6～1.2份、KNO3为3～5份、KMnO5为2～3份、NaNO3为0.4～0.6份、Ba(NO3)2为0.2～0.8份、NH4NO3为0.6～1份、SrO为0.5～0.9份。优选地，所述步骤(1)中机械振动充分搅拌6～12h。优选地，所述步骤(2)中喷砂处理的材料为200～400目的棕刚玉，喷砂处理的角度为30～60°，时间为2～4min，然后，在真空环境下将磁体加热到80～120℃。优选地，所述步骤(3)中采用阴极电泳沉积的方式将搪瓷涂料涂覆在烧结钕铁硼磁体表面，电泳电压为18～24V，沉积时间为0.5～1.5min，将沉积搪瓷涂层后的磁体在100～200℃下预烘20～50min，然后在700～800℃下烘烤30～50min。与现有技术相比较，本专利技术的实施效果如下：与传统烧结钕铁硼磁体表面防护涂层相比，本专利技术采用阴极电泳沉积技术在烧结钕铁硼磁体表面涂覆的搪瓷涂层具有高温抗氧化性、耐热腐蚀性强、耐各种浓度的酸碱腐蚀(氢氟酸除外)等特点，同时搪瓷兼具金属材料良好的力学性能，制备工艺简单易操作、成本低等优点，非常适合于钕铁硼磁体的表面防护。这是由于搪瓷涂层在高温搪烧的过程中，基体与搪瓷涂料会发生复杂的物理、化学反应，在基体与涂层之间析出晶体并形成稳定的化学键，使搪瓷涂层与烧结钕铁硼磁体结合的更加牢固，是一种具有高耐磨、高耐蚀、耐高温的烧结钕铁硼磁体表面防护涂层。具体实施方式下面将结合具体的实施例来说明本专利技术的内容。实施例1：一种烧结钕铁硼磁体表面搪瓷涂层的制备方法，包括以下步骤：(1)搪瓷涂料的制备搪瓷涂料的重量份配比如下所示：SiO2为40份、ZrO2为5份、TiO2为6份、Li2O为1份、Na2O为10份、K2O为0.5份、B2O3为7份、PbO为3份、V为2份、CaF2为3份、CoO为2份、NiO为1份、MoO3为1份、Sb2O3为2份、MnO2为1份、Fe2O3为0.3份、CuO为0.5份、As2O3为0.6份、KNO3为3份、KMnO5为2份、NaNO3为0.4份、Ba(NO3)2为0.2份、NH4NO3为0.6份、SrO为0.5份。然后将所述的材料进行混合，机械振动充分搅拌6h。(2)磁体的预处理选用规格为30×12×3mm的块状商用烧结钕铁硼磁体(状态：未充磁；牌号：45SH)进行试验。喷砂处理的材料为200目的棕刚玉，喷砂处理的角度为30°，时间为2min。然后，在真空环境下将磁体加热到80℃。(3)搪瓷涂层的制备采用阴极电泳沉积的方式将搪瓷涂料涂覆在烧结钕铁硼磁体表面，电泳电压为18V，沉积时间为0.5min。将沉积搪瓷涂层后的磁体在100℃下预烘20min，然后在700℃下烘烤30min。本实施例所得样品命名为样品1A。对照例1为进行对比，对照例1中的磁体预处理工艺与实施例1相同。然后，采用传统化学镀工艺在预处理后的磁体表面沉积Zn镀层，制备出与样品1A涂层厚度相同的样品1B。对实施例1制备的样品1A和对照实施例1制备的样品1B进行盐雾试验(盐雾试验条件为：试验箱温度为37±2℃，盐水浓度为5％(体积比)，采用连续喷雾的试验方式)，其具体结果见下表1。表1样品1A和1B耐中性盐雾试验测试结果样品样品1A样品1B盐雾试验(h)48060从表1可以看出，样品1A的耐中性盐雾试验能力与样品1B相比得到显著的提高，说明在烧结NdFeB磁体表面制备的搪瓷涂层具有优异的耐腐蚀性能。实施例2：一种烧结钕铁硼磁体表面搪瓷涂层的制备方法，包括以下步骤：(1)搪瓷涂料的制备搪瓷涂料的重量份配比如下所示：SiO2为45份、ZrO2为7份、TiO2为8份、Li2O为1.5份、Na2O为11份、K2O为0.75份、B2O3为8份、PbO为4份、V为3份、CaF2为4份、CoO为3份、NiO为1.5份、MoO3为3份、Sb2O3为2.5份、MnO2为2份本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烧结钕铁硼磁体表面搪瓷涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)搪瓷涂料的制备：将基体剂、助熔剂、密着剂、乳浊剂、氧化剂进行混合，并采用机械振动充分搅拌，即可制得搪瓷涂料；(2)磁体的预处理：对烧结钕铁硼磁体进行喷砂处理，然后在真空环境中对磁体进行预热；(3)搪瓷涂层的制备：采用阴极电泳沉积的方式将搪瓷涂料涂覆在烧结钕铁硼磁体表面，并对涂覆搪瓷涂层的磁体进行烧制处理。

【技术特征摘要】
1.一种烧结钕铁硼磁体表面搪瓷涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)搪瓷涂料的制备：将基体剂、助熔剂、密着剂、乳浊剂、氧化剂进行混合，并采用机械振动充分搅拌，即可制得搪瓷涂料；(2)磁体的预处理：对烧结钕铁硼磁体进行喷砂处理，然后在真空环境中对磁体进行预热；(3)搪瓷涂层的制备：采用阴极电泳沉积的方式将搪瓷涂料涂覆在烧结钕铁硼磁体表面，并对涂覆搪瓷涂层的磁体进行烧制处理。2.根据权利要求1所述的一种烧结钕铁硼磁体表面搪瓷涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中基体剂为SiO2、ZrO2和TiO2；助熔剂为Li2O、Na2O、K2O、B2O3、PbO、V和CaF2；密着剂为CoO、NiO、MoO3、Sb2O3、MnO2、Fe2O3、CuO和As2O3；氧化剂为KNO3、KMnO5、NaNO3、Ba(NO3)2和NH4NO3；乳浊剂为TiO2、Sb2O3、ZrO2和SrO。3.根据权利要求2所述的一种烧结钕铁硼磁体表面搪瓷涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中搪瓷涂料的重量份配比如下所示：SiO2为40～50份、ZrO2为5～9份、TiO2为6～10份、Li2O为1～2份、Na2O为10～12份、K2O为0.5～1份、B2O3为7～9份...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐光青，张鹏杰，吕珺，吴玉程，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34