一种钕铁硼磁体表面高结合力高耐蚀涂层的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钕铁硼磁体表面高结合力高耐蚀涂层的制备方法，包括以下步骤：电镀Zn镀层：采用电镀方法在预处理后的磁体表面电镀Zn镀层；激光重熔处理：采用激光重熔技术对磁体表面的Zn镀层进行处理，使Zn镀层的孔隙率为3‑4％；热处理：对激光重熔处理后的Zn镀层进行热处理。本发明专利技术能够显著降低Zn镀层的孔隙率，使Zn镀层与基体之间形成冶金结合，并有效解决磁体前处理过程中部分残留的氢离子等有害杂质，解决了传统电镀Zn镀层后在进行钝化处理所带来的环境污染问题。最终在磁体表面制备出高结合力、高耐蚀的Zn镀层。

【技术实现步骤摘要】
一种钕铁硼磁体表面高结合力高耐蚀涂层的制备方法
本专利技术属于磁性材料防护领域，具体涉及一种钕铁硼磁体表面高结合力高耐蚀涂层的制备方法。
技术介绍
烧结钕铁硼磁体具有优异的磁性能和较高的性价比，被广泛应用于新能源汽车、风力发电、医疗器械、家用电器以及航空航天等诸多领域。烧结钕铁硼磁体属于多相结构，各相之间的电位差相差较大，尤其是晶界相的化学活性最高，在腐蚀性环境中极易发生腐蚀，导致磁体因腐蚀而失效。目前，主要采用以下两种方式来改善磁体的耐腐蚀性能，一是合金化法，在合金熔炼时添加微量的Al、Cu、Zn等元素提高磁体的本征的耐腐蚀性能，此种方式是以牺牲磁体的磁性能作为代价，不能从根本上解决磁体本身极差的耐蚀性，且提高幅度有限；二是表面防护法，在磁体表面涂覆一层或多层的金属或有机涂层，从根本上隔绝外界腐蚀介质与磁体的直接接触，可以显著提高磁体的耐腐蚀性能。常见的表面防护涂/镀层有Zn镀层、NiCuNi镀层、Al镀层、Zn-Al涂层、环氧树脂涂层等。其中，电镀Zn镀层作为烧结钕铁硼磁体常用的防腐镀层，对一般金属基体而言，Zn镀层由于电化学活性较高而作为牺牲阳极性镀层，即使在镀层中裸露出金属基体，Zn镀层也能起到防护作用。但是Zn镀层的孔隙率较高，防腐性能较差，工业上为了改善电镀Zn镀层的耐蚀性能，通常对Zn镀层进行钝化处理，在Zn镀层表面形成一层致密的钝化膜，而钝化液的使用会产生“三废”，导致环境污染问题。而且Zn镀层与基体之间的结合强度较差。因此，烧结钕铁硼磁体表面电镀Zn镀层较高的孔隙率和较差的结合强度有待于进一步提高。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种钕铁硼磁体表面高结合力高耐蚀涂层的制备方法，旨在有效改善烧结钕铁硼磁体表面电镀Zn镀层的防腐性能以及Zn镀层与基体之间的结合强度。一种钕铁硼磁体表面高结合力高耐蚀涂层的制备方法，其包括以下步骤：(1)电镀Zn镀层：采用电镀方法在预处理后的磁体表面电镀Zn镀层；(2)激光重熔处理：采用激光重熔技术对磁体表面的Zn镀层进行处理，使Zn镀层的孔隙率为3-4％；(3)热处理：对激光重熔处理后的Zn镀层进行热处理。进一步方案，步骤(1)中所述的预处理是对倒角处理后的烧结钕铁硼磁体依次进行除油、酸洗处理。以去除磁体表面的油污、氧化皮等，便于电镀处理，并能提高Zn镀层的磁体之间的结合力。更进一步方案，所述除油是指采用浓度为4～6wt％的NaOH溶液作为除油液对烧结钕铁硼磁体进行浸渍处理，除油液的温度为55～65℃、处理时间为10～16min；所述酸洗处理是采用3～5wt％的HNO3溶液进行酸洗处理，其酸洗时间为30～60s。进一步方案，所述步骤(1)中电镀Zn镀层的Zn镀液是由以下组份按质量比制备而成：氢氧化钠90-130g/L、氧化锌8-12g/L、三乙醇胺15-35mL/L、光亮剂0.1～0.3wt％。更进一步方案，所述光亮剂是由以下组份制备而成：水杨醛30～40wt％、甲醛20～25wt％、苄叉丙酮8～12wt％、2.4-二氯苯甲醛6～10wt％，余量为去离子水。进一步方案，所述电镀的温度10～30℃、电流密度为0.8～3A/dm2、时间为90～150min。进一步方案，所述步骤(2)中激光重熔处理的工艺为：激光波长为808～1064nm、激光功率为300～600W，保护气为纯度高于99.99％的氩气、气体流量为5～30L/min，扫描速度为50～300mm/min，激光器与镀Zn层的距离为2～5mm，激光焦点处的斑点为圆形。进一步方案，所述步骤(3)中热处理的温度为380～410℃、时间为1～5h。激光重熔处理能提高Zn镀层与基体之间的结合力，并显著降低Zn镀层的孔隙率，孔隙率降低了90％～99％。最后热处理能去除磁体表面残余应力。本专利技术所采用的激光重熔技术是激光表面改性方法的一种，可使材料表面经历了一个快速熔化—凝固过程，所得到的熔凝层为铸态组织，采用激光做表面重熔就可以把杂质、气孔、化合物释放出来，同时由于迅速冷却而使晶粒得到细化。激光重熔具有以下优点：熔凝层与基体能够形成牢靠的冶金结合，结合强度极高；在激光熔凝过程中，可以排除杂质和气体，同时急冷重结晶获得的组织有较高的硬度、耐磨性和抗蚀性；其熔层薄，热作用区小，对表面粗糙度和工件尺寸影响不大，甚至可以直接使用。因此，针对电镀Zn镀层与基体之间的结合强度较弱、镀层孔隙率较高、耐腐蚀性能较差等问题，本专利技术光重熔技术对烧结钕铁硼磁体表面Zn镀层进行处理，能够显著降低Zn镀层的孔隙率，孔隙率降低了90％～99％。使Zn镀层与基体之间形成冶金结合，并且在激光熔凝过程中，可以有效解决磁体前处理过程中部分残留的氢离子等有害杂质，解决了传统电镀Zn镀层后在进行钝化处理所带来的环境污染问题。因此，本专利技术采用激光重熔技术对Zn镀层进行处理后，可显著提高Zn镀层与基体之间的结合强度、降低孔隙率，提高Zn镀层的耐腐蚀性能。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将结合具体的实施例对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以由许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的属于只是为了描述具体的实施方式的目的，不是在于限制本专利技术。实施例1(1)选用商用烧结钕铁硼磁体(状态：未充磁，牌号：48SH)进行试验，规格为15×12×4mm(其中厚4mm为c轴方向)的片状样品。对片状样品进行预处理，采用浓度为4wt％的NaOH溶液作为除油液，除油液温度为55℃、除油时间为10min；采用3wt％HNO3溶液进行酸洗处理，酸洗时间为30s。(2)采用电镀方法在预处理后的磁体表面电镀Zn镀层。其中Zn镀液的配方为：氢氧化钠90g/L，氧化锌8g/L，三乙醇胺15mL/L，光亮剂0.1wt％；其中光亮剂的配方为：水杨醛30wt％、甲醛20wt％、苄叉丙酮8wt％、2.4-二氯苯甲醛6wt％，余量为去离子水。电镀工艺参数如下：电镀液温度为10℃，电流密度为0.8A/dm2，电镀时间为90min。(3)采用激光重熔技术对磁体表面的Zn镀层进行处理。激光重熔处理的工艺参数包括：激光波长为808nm，激光功率为300W，保护气为纯度高于99.99％的氩气，气体流量为5L/min，扫描速度为50mm/min，激光器与镀Zn层的距离为2mm，激光焦点处的斑点为圆形。(4)对激光重熔处理后的Zn镀层进行热处理，去除残余应力。其中热处理温度为380℃，热处理时间为1h。对比例1(1)选用商用烧结钕铁硼磁体(状态：未充磁，牌号：48SH)进行试验，规格为15×12×4mm(其中厚4mm为c轴方向)的片状样品。对片状样品进行预处理，采用浓度为4wt％的NaOH溶液作为除油液，除油液温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钕铁硼磁体表面高结合力高耐蚀涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)电镀Zn镀层：采用电镀方法在预处理后的磁体表面电镀Zn镀层；/n(2)激光重熔处理：采用激光重熔技术对磁体表面的Zn镀层进行处理，使Zn镀层的孔隙率为3-4％；/n(3)热处理：对激光重熔处理后的Zn镀层进行热处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种钕铁硼磁体表面高结合力高耐蚀涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)电镀Zn镀层：采用电镀方法在预处理后的磁体表面电镀Zn镀层；
(2)激光重熔处理：采用激光重熔技术对磁体表面的Zn镀层进行处理，使Zn镀层的孔隙率为3-4％；
(3)热处理：对激光重熔处理后的Zn镀层进行热处理。


2.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体表面高结合力高耐蚀涂层的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的预处理是对倒角处理后的烧结钕铁硼磁体依次进行除油、酸洗处理。


3.根据权利要求2所述的一种钕铁硼磁体表面高结合力高耐蚀涂层的制备方法，其特征在于：所述除油是指采用浓度为4～6wt％的NaOH溶液作为除油液对烧结钕铁硼磁体进行浸渍处理，除油液的温度为55～65℃、处理时间为10～16min；所述酸洗处理是采用3～5wt％的HNO3溶液进行酸洗处理，其酸洗时间为30～60s。


4.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体表面高结合力高耐蚀涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中电镀Zn镀层的Zn镀液是由以下组份按质量比制备而成：氢氧化钠90-130g/L、氧化锌8-12...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹玉杰，吴玉程，刘友好，查善顺，李磊，黄秀莲，刘家琴，陈静武，衣晓飞，
申请(专利权)人：安徽大地熊新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34