钕铁硼制品的除锈方法及装置制造方法及图纸

一种钕铁硼制品的除锈方法及装置，在设有上极板、下极板、加热器和充气器的真空室中产生氢等离子体，除净钕铁硼制品表面的锈斑，而不影响制品的精度，除锈装置可由真空镀膜机改装而成。本方案的积极效果是：氢等离子体除锈时间为５～２０分钟，合格率达到１００％。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属材料除锈的方法及设备。钕铁硼是一种新型永磁材料，与其他的永磁材料比较，具有更高的剩磁感应强度和矫顽力，价格低廉，机械加工性能优良，广泛应用于需要永久磁场的仪器仪表及设备中。钕铁硼制品主要缺点是很容易生锈，如暴露在大气中10多个小时便开始生锈。用于精密仪器仪表中的钕铁硼制品的基本要求是a、零件原有的尺寸误差很小。除锈后不应对零件尺寸误差产生影响。b、磁特性保持恒定。钕铁硼属于低居里点的材料，其居里点温度为300℃，除锈时加热温度受到严格限制，否则因高温加热会完全失去磁性，又不能通过充磁恢复磁特性。上述要求给钕铁硼制品除锈、防锈带来困难。常用的除锈方法是酸洗法，包括去油和酸洗去锈工艺。缺陷是深度腐蚀的零件，充分酸洗必然影响零件尺寸，超过允许误差，导致零件报废率高，一般报废量达到70%。本专利技术的目的在于提供一种钕铁硼制品的除锈方法及装置，应用这一方法和装置可为钕铁硼制品快速除锈，同时不会影响零件的尺寸误差和磁特性。实施这一方法采用以下步骤1、退磁。对已充磁的零件，用退磁机退磁，或在空气中加热至200℃，保温120～180分钟，使其失去磁性。2、汽油超声波清洗，去除表面油污等脏物。3、氢等离子体去锈。4、充磁。本专利技术方法包括退磁，超声波清洗，在设有上极板、下极板、加热器和充气器的真空室中实施等离子体除锈，充磁，其特征在于经退磁和清洗后待除锈的钕铁硼制品置于接地的下极板51上，下极板51与上极板31之间距离为20～30mm，抽真空至10-3乇数量级，卤钨灯加热器54将工件6逐渐加热至90℃～200℃，保持恒温;由充气器2充入氢气，氢气压力为7×10-2乇～1乇，流量为0.5～5.0SCCM;下极板51接地，上极板31接射频功率源，其功率为80～200W，功率密度为0.12～0.32W/cm2，产生氢等离子体在5～20分钟内除净钕铁硼制品表面的锈斑。本除锈方法采用的最佳数据是卤钨灯加热器54对工件6最佳加热温度为100℃～120℃，氢气最佳压力为4×10-1乇～8×10-1乇，氢气最佳流量为0.7～2.0SCCM，最佳射频功率为100～120W，最佳功率密度为0.16～0.19W/cm2。氢等离子体除锈的具体时间，视生锈程度、加热温度、充入氢气的压力流量、施加射频功率大小而定。适用于上述除锈方法的装置，示于附图说明图1～图3。图1为钕铁硼制品除锈装置的结构示意图，图中1-真空室11-钟罩12-底板13-排气管14-观察窗2-充气器31-上极板4-屏蔽板51-下极板6-工件。图2为充气器2和上极板31的结构示意图，图中21-充气管22-喷气头23-绝缘套管24-下部设有外螺纹的金属套管25-螺母31-上极板32-电极盖板33-螺钉。图3为下极板51布置示意图，图中51-下极板52-热屏蔽板53-电极支架54-用于加热工件6的卤钨灯加热器实施本方法的装置是对现有真空镀膜机进行改进，构成适合于钕铁硼制品除锈的专用设备。包括真空系统，接射频功率源的上极板，屏蔽板，接地的下极板，充气器，加热器，工件搁置在下极板上，如图1、图2、图3所示。其特征是上极板31、屏蔽板4及充气器2布置在真空室1的上部，下极板51及工件6布置在真空室1的下部，上极板31与下极板51间距离为20～30mm;上极板31呈碟状，其底部开有若干个通气孔，上端采用螺钉33固定在与进气管21相连接的电极盖板32上;充气器2由充气管21、电极盖板32、喷气头22、上极板31以及螺钉33组成，充气管21布置在真空室1的轴线上，其外部包有绝缘套管23和金属套管24，电极盖板32固定在充气管21的端部，喷气头22呈碟状，其底部和四周开有若干个喷气孔，上端部固定在电极盖板32上，上极板31位于喷气头22的下方，底部开有若干个通气孔，上部采用螺钉33固定在电极盖板32上，来自充气管21充入的气体经喷气头22的喷气孔和上极板31的通气孔到达工件6表面;屏蔽板4位于电极盖板32的上方，采用螺母25与金属套管24连接;兼作工件架的下极板51搁置在由电极支架53支撑的热屏蔽板52上;在下极板51和热屏蔽板52间设有用于加热工件6的卤钨灯加热器54，卤钨灯加热器54对工件6的加热温度为20℃～200℃;喷气头22直径为φ60～φ80mm，其上喷气孔孔径为φ2～φ4mm，上极板31底部的通气孔孔径为φ2～φ3mm。气体流量、气体压力、输入射频功率等参数采用常规方式控制。同现有技术比较，本方案具有下列优点1、除锈速度快，效率高，其中氢等离子体除锈时间只需5～20分钟;2、能确保合格率达到100%，因为a、氢等离子体除锈不会对零件尺寸误差产生影响。b、钕铁硼材料居里点温度为300℃，在本方法中加热温度则低于200℃，除锈后的钕铁硼制品经过充磁能恢复原有的磁特性。3、工艺过程干净，无污染;4、所需设备可用现有的真空镀膜设备改装而成。实施例按图1～图3结构的装置，将退磁和清洗后的钕铁硼制品，如手表用的钕铁硼转子，置于接地的下极板51上，抽真空至5×10-3乇，卤钨灯加热器54对工件6加热到100℃，由充气器2充入氢气，氢气压力为6×10-1乇，流量为1.0SCCM上极板31接射频功率源，功率为120W，功率密度为0.16W/cm2，形成氢等离子体，经过10分钟，钕铁硼制品表面锈斑被清除干净。上极板31和下极板51直径均为φ280mm，两者之间距离为28mm，喷气头22直径为φ70mm，喷气孔直径为φ3mm，上极板31底部通气孔直径为φ2mm。零件除锈合格率为100%。权利要求1.一种钕铁硼制品的除锈方法，包括退磁，超声波清洗，在设有上极板、下极板、加热器和充气器的真空室中实施等离子体除锈，充磁，其特征在于经退磁和清洗后待除锈的钕铁硼制品置于接地的下极板51上，抽真空至10-3乇数量级，卤钨灯加热器54对工件6加热至90℃～200℃，保持恒温；由充气器2充入氢气，氢气压力为7×10-2～1乇，流量为0.5～5.0SCCM；上极板31接射频功率源，其功率为80～200W，功率密度为0.12～0.32W/cm2。2.根据权利要求1的除锈方法，其特征在于充入氢气最佳压力为4×10-1～8×10-1乇，氢气最佳流量为0.7～2.0SCCM，最佳射频功率为100～120W，最佳功率密度为0.16～0.19W/cm2。3.一种钕铁硼制品的除锈装置，包括真空系统，与射频功率源相连接的上极板，接地的下极板，屏蔽板，充气器，加热器，其特征在于-上极板31、屏蔽板4以及充气器2布置在真空室1的上部，下极板及工件6布置在真空室1的下部，上极板31与下极板51间距离为20～30mm;-上极板31呈碟状，其底部开有若干个通气孔，上端采用螺钉33固定在与进气管21相连接的电极盖板32上;-充气器2由充气管21、电极盖板32、喷气头22、上极板31以及螺钉33组成，充气管21布置在真空室1的轴线上，其外部包有绝缘套管23和金属套管24，电极盖板32固定在充气管21的端部，喷气头22呈碟状，其底部和四周开有若干个喷气孔，上端部固定在电极盖板32上，底部开有通气孔的上极板31布置在喷气头22的下方，采用螺钉33固定在电极盖板32上;-屏蔽板4位于电极盖板32上方，采用螺母25与金属套本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钕铁棚制品的除锈方法，包括退磁，超声波清洗，在设有上极板、下极板、加热器和充气器的真空室中实施等离子体除锈，充磁，其特征在于：经退磁和清洗后待除锈的钕铁硼制品置于接地的下极板５１上，抽真空至１０↑［－３］乇数量级，卤钨灯加热器５４对工件６加热至９０℃～２００℃，保持恒温；由充气器２充入氢气，氢气压力为７×１０↑［２］～１乇，流量为０．５～５．０ＳＣＣＭ；上极板３１接射频功率源，其功率为８０～２００Ｗ，功率密度为０．１２～０．３２Ｗ／ｃｍ↑［２］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁素珍，陈抗生，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]