提高磁体表面防护层性能的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高磁体表面防护层性能的方法，包括：对磁体进行前处理；在磁体表面电镀Zn形成打底层；以及在所述打底层上制备ZnAl涂层，从而在磁体表面形成Zn/ZnAl复合防护层。本发明专利技术镀Zn前磁体无需活化和预镀处理，镀Zn后无需通过Cr

【技术实现步骤摘要】
提高磁体表面防护层性能的方法
本专利技术涉及一种提高材料表面防护层性能的方法及其应用，特别是提高稀土永磁材料，如钕铁硼磁体表面防护层综合性能的方法，属于材料的腐蚀与防护

技术介绍
近年来，随着稀土永磁性材料新技术的迅速发展，我国烧结钕铁硼磁体表面处理技术也取得了可喜的成绩。例如：中科院研制的提高钕铁硼涂层发黑液和有机涂层配方，新配方表面生成氧化膜，耐中性盐雾腐蚀可达600h。中科三环研制的钕铁硼磁体表面电镀黑镍配方和工艺方法，良好的黑色外观，可用于外观件的电镀。通过对不同涂/镀层的制备工艺和涂/镀层性能的大量对比、检测和分析，目前综合性能比较稳定的有：真空复合镀铝涂层。但是真空镀铝制备成本太高，对于工业化应用和大批量推广不太实际。无毒、无污染、低能耗新型Zn/A1涂层是目前耐蚀性等综合性能最为优异的涂层。但是在长期实验过程中发现，Zn/A1涂层存在部分缺陷。首先，目前使用的原材料金属Zn、Al粉大部分需要进口，成本较高。其次，Zn/A1涂层耐蚀性要满足要求其厚度必须控制在一定范围内，厚度范围要求苛刻，厚度一般都不超过20μm。涂层太厚盐雾过程容易起泡，湿热实验一般都低于48小时，耐湿热性能差；厚度太薄低于10μm时，耐盐雾时间会大大缩短，耐盐雾性差，这使得Zn/Al涂层的应用和推广会受到局限。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种提高磁体表面防护层性能的方法，以克服现有技术中的不足。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术实施例提供了一种提高磁体表面防护层性能的方法，包括：对磁体进行前处理；在磁体表面电镀Zn形成打底层；以及在所述打底层上制备ZnAl涂层，从而在磁体表面形成Zn/ZnAl复合防护层。与现有技术相比，本专利技术的优点至少在于：(1)电镀Zn过程对磁体表面的平整度要求不高，镀Zn前磁体无需活化和预镀处理，镀Zn后无需通过Cr+3溶液做钝化处理。制备的Zn/ZnAl复合防护层，取代现有的Zn/Al涂层，成本降低，且镀Zn打底层薄，可以减少传统电镀工序，大大缩短电镀时间，从而减少电镀能耗、减少磁体在复杂工序以及镀液中长时间浸泡受到的损坏和缺陷。且ZnAl涂层厚度可调范围大，在满足盐雾和湿热性能条件下，Zn/ZnAl复合防护层厚度比传统涂/镀层减小一半，从而可以减小因镀层厚度产生的气隙带来的磁衰减，将有利于磁体在器件中的应用。(2)本专利技术制备的Zn/ZnAl复合防护层，附着力良好，制备过程对磁体磁性能影响微弱，在保持原有Zn/Al涂层优势的基础上，特别在耐湿热和耐盐雾特性方面有显著提高，能够有效保护磁体不受外界环境的腐蚀，130℃，95％RH耐湿热性能达到2000小时以上。(3)本专利技术适于规模化实施，便于现有电镀行业的提升，对各种材料，尤其是永磁体都可进行防护处理，在磁性材料防护等领域具有广泛的应用前景。附图说明图1是本专利技术实施例1中Zn打底层的SEM图。图2是本专利技术实施例1中ZnAl表层的SEM图。图3是本专利技术实施例1中磁体表面形貌图。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。本专利技术在材料表面制备Zn/ZnAl复合涂层，既可以节省成本，同时涂层制备工艺和厚度可调范围大，便于进一步的推广和应用。本专利技术实施例提供了一种提高磁体表面防护层性能的方法，包括：对磁体进行前处理；在磁体表面电镀Zn形成打底层；以及在所述打底层上制备ZnAl涂层，从而在磁体表面形成Zn/ZnAl复合防护层。其中，前处理可以包括：将磁体在稀硝酸溶液中浸渍。稀硝酸溶液的摩尔浓度为0.5mol/L，浸渍的时间为3～15s。具体的，在伴以超声的条件下将磁体在稀硝酸溶液中浸渍，磁体包括深孔磁体。通过将磁体在稀硝酸溶液中浸渍，可以再次清除磁体表面的锈污，之后用去离子水冲洗干净后烘干待用。特别地，对于形状规则的磁体，在稀硝酸溶液中浸渍3～5s；对于深孔磁体，在超声波环境下在稀硝酸溶液中浸渍8～15s。在一些实施方案之中，采用Zn电镀液在磁体表面电镀形成打底层，所述Zn电镀液包含180～280g/L氯化钾(分析纯)、75～90g/L氯化锌(分析纯)、25～30g/L硼酸、水以及添加剂，且所述Zn电镀液的pH值为5～5.5。其中，选择弱酸性的锌酸盐溶液体系。与传统电镀Zn不同的是，本专利技术中磁体表面无需活化和预镀处理。在一些较为优选的实施方案之中，所述Zn电镀液所含氯化钾及氯化锌的总量与Zn电镀液所含水及添加剂的总量的质量比为1∶2.5～1.∶3。在一些实施方案之中，所述电镀的工艺条件包括：室温条件、电流密度为1.0～2.5A·dm-2，电镀时间为10～30min。在一些实施方案之中，所述打底层的厚度大于0且小于2μm。Zn打底层的制备，可以在实验室自制的电镀槽内完成。其中，可以通过提高Zn的电镀液浓度，缩短电镀时间。在一些实施方案之中，还包括：对所述打底层进行烘干处理，其中烘干温度为80～100℃，烘干时间为10～30min，之后进行ZnAl涂层的制备。其中，电镀Zn形成打底层之前磁体无需活化和预镀处理。在一些实施方案之中，在所述打底层上涂覆ZnAl涂覆液而形成ZnAl涂层，所述ZnAl涂覆液包含无机金属粉、添加剂和稀释剂，所述无机金属粉包括高纯锌粉、铝粉以及氧化锰粉，所述添加剂包括消泡剂，乳化剂、增稠剂、偶联剂、颜料中一种或者多种的组合，并且所述ZnAl涂覆液的粘度为29～65s，采用50ml柴氏2号杯测量，所述ZnAl涂覆液的pH值为5～7。在一些较为优选的实施方案之中，所述ZnAl涂覆液包含5～10wt％高纯锌粉、25～50wt％铝粉以及0.2～1.5wt％氧化锰粉。在一些较为优选的实施方案之中，所述高纯锌粉的粒径为20～40μm。在一些较为优选的实施方案之中，所述铝粉的粒径为20～40μm。在一些较为优选的实施方案之中，所述ZnAl涂覆液还包括pH值调节剂。在一些较为优选的实施方案之中，所述稀释剂包括氯甲烷、甲缩醛、正丁醇、正十一烷、正十三烷、丙二醇甲醚、1-甲氧基-2-乙酰氧基丙烷、乙二醇单丁醚中一种或者多种的组合，但不限于此。在一些较为优选的实施方案之中，所述颜料独立选自钛白粉(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化铁黄(Fe2O3·H2O)、氧化铁红(Fe2O3)、铁蓝(KFe[Fe(CN)6])、氧化铁黑(Fe3O4)、酞菁蓝中一种或者多种的组合，但不限于此。在一些较为优选的实施方案之中，所述消泡剂独立选自BykVP-040、Byk065中的至少一种，但不限于此。在一些较为优选的实施方案之中，所述乳化剂独立选自Byk073、OP-10中的至少一种，但不限于此。在一些较为优选的实施方案之中，所述ZnAl涂覆液包含5～10wt％高纯锌粉、25～50wt％铝粉、0.2～1.5wt％氧化锰粉、1～2.5wt％颜料、3～7wt％消泡剂和乳化剂、3～5wt％偶联剂。在一些较为优选的实施方案之中，所述ZnAl涂覆液的制备方法包括：将锌粉、铝粉与聚四氟乙烯混合搅拌，加入硅烷偶联剂及颜料并持续搅拌，混合均匀后，依次加入氧化锰粉、消泡剂及乳化剂并伴以搅拌，其后加入稀释剂并伴以持续搅拌，待形成的混合液均匀无分层后加入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高磁体表面防护层性能的方法，其特征在于包括：对磁体进行前处理；在磁体表面电镀Zn形成打底层；以及在所述打底层上制备ZnAl涂层，从而在磁体表面形成Zn/ZnAl复合防护层。

【技术特征摘要】
1.一种提高磁体表面防护层性能的方法，其特征在于包括：对磁体进行前处理；在磁体表面电镀Zn形成打底层；以及在所述打底层上制备ZnAl涂层，从而在磁体表面形成Zn/ZnAl复合防护层。2.根据权利要求1所述的提高磁体表面防护层性能的方法，其特征在于包括：采用Zn电镀液在磁体表面电镀形成打底层，所述Zn电镀液包含180～280g/L氯化钾、75～90g/L氯化锌、25～30g/L硼酸、水以及添加剂，且所述Zn电镀液的pH值为5～5.5；优选的，所述Zn电镀液所含氯化钾及氯化锌的总量与Zn电镀液所含水及添加剂的总量的质量比为1∶2.5～1∶3。3.根据权利要求1所述的提高磁体表面防护层性能的方法，其特征在于：所述电镀的工艺条件包括：室温条件、电流密度为1.0～2.5A·dm-2，电镀时间为10～30min；和/或，所述打底层的厚度大于0且小于2μm。4.根据权利要求1所述的提高磁体表面防护层性能的方法，其特征在于还包括：对所述打底层进行烘干处理，其中烘干温度为80～100℃，烘干时间为10～30min，之后进行ZnAl涂层的制备。5.根据权利要求1所述的提高磁体表面防护层性能的方法，其特征在于：在所述打底层上涂覆ZnAl涂覆液而形成ZnAl涂层，所述ZnAl涂覆液包含无机金属粉、添加剂和稀释剂，所述无机金属粉包括高纯锌粉、铝粉以及氧化锰粉，所述添加剂包括消泡剂，乳化剂、增稠剂、偶联剂、颜料中一种或者多种的组合，并且所述ZnAl涂覆液的粘度为29～65s，采用50ml柴氏2号杯测量，所述ZnAl涂覆液的pH值为5～7。6.根据权利要求5所述的提高磁体表面防护层性能的方法，其特征在于：所述ZnAl涂覆液包含5～10wt％高纯锌粉、25～50wt％铝粉以及0.2～1.5wt％氧化锰粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：周巧英，陈仁杰，郭帅，闫阿儒，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江,33