CN101280441A - 粘结钕铁硼磁体电镀镍方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于电子膨胀阀和空调电机等小尺寸粘结钕铁硼磁体部件的表面防腐处理，特指一种粘结钕铁硼磁体滚镀镍方法。其使用Ni/Cu胶体溶液进行前处理，其组成为硫酸镍1～50g/L；硫酸铜为0.1～20g/L；络合剂是能与镍离子和铜离子同时络合的有机化合物，所述络合剂为柠檬酸、酒石酸、氨基二乙酸、草酸或邻氨基苯甲酸，络合剂的浓度范围为1～35g/L，所述Ni/Cu胶体溶液pH值为5～9。本发明的优点是粘结钕铁硼磁体通过Ni/Cu胶体溶液处理后，在其表面形成导电膜后，可直接用于电镀(滚镀)镍，特别是极大地改善了管状粘结钕铁硼磁体的内壁镀镍。
Description
技术领域
本发明适用于电子膨胀阀和空调电机等小尺寸粘结钕铁硼磁体部件的表面防腐处理，特指一种粘结钕铁硼磁体滚镀镍方法。
背景技术
钕铁硼磁体在室温下具有较高的磁场强度，高的矫顽力和大的磁能级，特别是在我国，其资源丰富，一般在电机、发电机、传感器和仪表等领域获得了广泛的应用。但是，钕铁硼磁体的化学活性强，耐腐蚀性能差，影响了其应用，所以钕铁硼磁体的防腐蚀研究具有很重要的意义。
关于粘结钕铁硼磁体的防腐蚀问题，是一个研究热点，文献专利报道有很多，如张守民，周永洽，Nd-Fe-B磁体防腐蚀研究[J].腐蚀与防护，1999，32(9)：28-30阐述了可向钕铁硼合金中添加少量的Si、Al、P、Cr、Ni、Nb、Ta、V、Co、Zr、Hg、Mo和W合金，可不同程度地改善耐蚀性既有高的磁特性，又有良好的耐腐蚀性能。但是，以上的方法也存在不足，如添加Cr元素后，会损失磁体的磁特性和加速磁体在强阴极极化时的溶解，特别是2006年7月1日开始，欧盟的RoHS指令实施以后，电子产品中禁止含有六价铬和二价汞，上述的方法更加难以采用。
粘结钕铁硼磁体的化学镀镍磷合金，也可以很好地对钕铁硼磁体进行表面防护，但是，由于钕铁硼磁体材料表面粗糙，空隙多，在其上镀覆光亮且耐腐蚀的化学镀镍磷层有一定的困难，李庆余和杨建红等，钕—铁—硼磁体化学镀光亮镍磷[J].中南工业大学学报，1999，30(6)，568-571研究了钕—铁—硼磁体化学镀光亮镍磷。姚宇良和沈吴宇等，钕铁硼磁永磁材料光亮镀镍多种有机添加剂配伍工艺[P].中国发明专利，申请号：200610053063进行了钕铁硼磁永磁材料光亮镀镍中有机添加剂的研究。但是在活化处理和化学镀液中，由于基体材料的溶解，造成镀液不稳定，镀液的寿命较短。阴极电泳涂装是当今粘结钕铁硼磁体行业普遍采用的一种很好的防腐蚀涂装方法，如邱大建和肖祥定等，一种粘结钕铁硼磁体有机封孔和阴极电泳复合表面保护技术[P].中国发明专利，申请号：200610166528研究开发了粘结钕铁硼磁体有机封孔和阴极电泳复合表面保护技术。陈刚和杨小玲等，磁性材料及器件[J].2005，36(3)，33-35报道了粘结钕铁硼磁体阴极电泳处理技术。但是，对于那些体积较小的片状、瓦状以及小管状的粘结钕铁硼磁体工件依然采用电泳涂装，不但实际操作非常麻烦，还很容易在工件上产生挂痕，造成产品品质下降。
采用电镀的方法对钕铁硼磁体进行防腐蚀保护，是行之有效的方法，但是现在所报道的技术大多是针对烧结型钕铁硼磁体，如林福文和王岳等的研究，一种钕铁硼磁体表面电镀双层锌镍合金镀层的方法[P].中国发明专利，申请号：200510048456；谢锐兵和韩文生等人的研究，钕铁硼永磁材料电镀铝的有机溶液[P].中国发明专利，申请号：200510018865。刘伟的研究，钕铁硼永磁体的焦磷酸盐脉冲电镀铜方法[P].中国发明专利，申请号：03130244。而针对粘结钕铁硼磁体的电镀方法尚未见报道，其原因是如申佑芝，如何解决粘结钕铁硼的防潮抗氧化问题[J].微特电机，2005，(1)，46中的报道，由于粘结钕铁硼磁体的导电性比烧结型钕铁硼磁体差，容易产生镀层不良或难于在其表面进行电镀。
本发明提供了粘结钕铁硼磁体表面镀镍的新工艺。为了降低粘结钕铁硼磁体表面的电阻，采用Ni/Cu胶体溶液对其进行前处理，赋予粘结钕铁硼磁体表面良好的导电层，直接进行电镀(滚镀)镍，达到了粘结钕铁硼磁体表面防腐效果，通过考察镀镍层的耐腐蚀能力，结果表明在中性盐雾(NaCl：50g/L，35℃)中，约190小时后，镀层表面出现黄色蚀点。
发明内容
本发明的目的是提供种粘结钕铁硼磁体滚镀镍方法，其在粘结钕铁硼磁体电镀镍前所用的赋予良好导电膜的Ni/Cu胶体溶液，以实现粘结钕铁硼磁体可进行直接电镀镍。
实现上述目的的技术方案是：在本发明中为了赋予粘结钕铁硼磁体良好的导电性，使用Ni/Cu胶体溶液进行前处理，其组成为硫酸镍(NiSO4.6H2O)1～50g/L；硫酸铜(CuSO4.5H2O)为0.1～20g/L；络合剂是能与镍离子和铜离子同时络合的有机化合物，该络合剂的选择原则是与镍离子络合的稳定常数(lgβ)应该在3～7，与铜离子络合的稳定常数(lgβ)应该在4～9，该络合剂的浓度范围为1～35g/L，该Ni/Cu胶体溶液可用氢氧化钠调整pH值为5～9，Ni/Cu胶体溶液的使用温度应控制在45℃左右。
对于Ni/Cu胶体溶液中硫酸镍的用量若低于1g/L，则该胶体溶液中镍含量低，难于在粘结钕铁硼磁体上形成良好的导电膜，硫酸镍的含量若高于50g/L，则该胶体溶液容易形成沉淀，造成胶体溶液不稳定，Ni/Cu胶体溶液中硫酸镍的最佳用量为10～35g/L。
对于Ni/Cu胶体溶液中硫酸铜的用量若低于0.1g/L，则该胶体溶液中铜含量低，难于在粘结钕铁硼磁体上形成良好的导电膜，硫酸铜的含量若高于20g/L，则该胶体溶液容易形成沉淀，造成胶体溶液不稳定，Ni/Cu胶体溶液中硫酸铜的最佳用量为1～10g/L。
对于Ni/Cu胶体溶液中所使用的络合剂，可以选择的有机化合物有柠檬酸、酒石酸、氨基二乙酸、草酸、邻氨基苯甲酸等，这些络合剂最好是单独使用，其添加浓度为1～35g/L，络合剂的浓度若低于1g/L，则Ni/Cu胶体溶液不稳定，易产生沉淀，络合剂的浓度若高于35g/L，则Ni/Cu胶体溶液中镍和铜更多的以镍离子和铜离子形态存在，难于在粘结钕铁硼磁体表面形成导电膜，络合剂的最佳浓度范围是5～20g/L。
Ni/Cu胶体溶液的pH值可用氢氧化钠进行调控，调整pH值为6左右，pH值低于5时，不能形成胶体溶液，pH值大于9时，溶液易生成沉淀。
本发明的优点是：粘结钕铁硼磁体通过Ni/Cu胶体溶液处理后，在其表面形成导电膜后，可直接用于电镀(滚镀)镍，特别是极大地改善了管状粘结钕铁硼磁体的内壁镀镍。
具体实施方式
以下根据实施例对本发明的效果进行说明。本发明不仅限于以下的实施例，也可根据上述的说明对Ni/Cu胶体溶液进行适当的调整。
[实施例1]
首先将粘结钕铁硼磁体进行脱脂处理和水洗后，随后浸于45℃的Ni/Cu胶体溶液(表1中实施例1)中5分钟，水洗后，放入滚镀槽中电镀镍，滚镀槽中镀液温度控制在45℃左右，其初期电流密度为0.5A/dm2，电镀10分钟后，改为电流密度为2A/dm2，电镀30分钟，经水洗，热风吹干，其滚镀镍后的评价结果显示在表2中。
[实施例2]
操作方法如实施例1，Ni/Cu胶体溶液的组成如表1中实施例2所示，其滚镀镍后的评价结果显示在表2中。
[实施例3]
操作方法如实施例1，Ni/Cu胶体溶液的组成如表1中实施例3所示，其滚镀镍后的评价结果显示在表2中。
[实施例4]
操作方法如实施例1，Ni/Cu胶体溶液的组成如表1中实施例4所示，其滚镀镍后的评价结果显示在表2中。
[实施例5]
操作方法如实施例1，Ni/Cu胶体溶液的组成如表1中实施例5所示，其滚镀镍后的评价结果显示在表2中。
[实施例6]
操作方法如实施例1，Ni/Cu胶体溶液的组成如表1中实施例6所示，其滚镀镍后的评价结果显示在表2中。
[实施例7]
操作方法如实施例1，Ni/Cu胶体溶液的组成如表1中实施例7所示，其滚镀镍后的评价结果显示在表2中。
[实施例8]
操作方法如实施例1，Ni/Cu胶体溶液的组成如表1中实施例8所示，其滚镀镍后的评价结果显示在表2中。
[实施例9]
操作方法如实施例1，Ni/Cu胶体溶液的组成如表1中实施例9所示，其滚镀镍后的评价结果显示在表2中。
[实施例10]
操作方法如实施例1，Ni/Cu胶体溶液的组成如表1中实施例10所示，其滚镀镍后的评价结果显示在表2中。
[实施例11]
操作方法如实施例1，Ni/Cu胶体溶液的组成如表1中实施例10所示，其滚镀镍后的评价结果显示在表2中。
[实施例12]
操作方法如实施例1，Ni/Cu胶体溶液的组成如表1中实施例12所示，其滚镀镍后的评价结果显示在表2中。
[实施例13]
操作方法如实施例1，Ni/Cu胶体溶液的组成如表1中实施例13所示，其滚镀镍后的评价结果显示在表2中。
表1.Ni/Cu胶体溶液的组成(各试剂的浓度为g/L)
| 实施例 | 硫酸铜 | 硫酸镍 | 柠檬酸 | 酒石酸 | 氨基二乙酸 | 草酸 | 邻氨基苯甲酸 | pH | 温度℃ |
| 1 | 0.5 | 15 | 1 | 6 | 45 | ||||
| 2 | 0.5 | 15 | 10 | 8 | 45 | ||||
| 3 | 10 | 15 | 10 | 6 | 45 | ||||
| 4 | 10 | 15 | 10 | 6 | 45 | ||||
| 5 | 10 | 5 | 10 | 6 | 45 | ||||
| 6 | 10 | 5 | 20 | 6 | 45 | ||||
| 7 | 10 | 15 | 10 | 6 | 45 | ||||
| 8 | 10 | 15 | 10 | 6 | 45 | ||||
| 9 | 10 | 15 | 10 | 6 | 45 | ||||
| 10 | 10 | 15 | 10 | 6 | 45 | ||||
| 11 | 20 | 10 | 30 | 6 | 45 | ||||
| 12 | 10 | 50 | 35 | 6 | 45 | ||||
| 13 | 20 | 50 | 35 | 6 | 45 |
表2.实施例溶液处理后滚镀镍的结果
*注：盐雾试验中的时间以出现黄色腐蚀斑点为判断。
[比较例]
首先将粘结钕铁硼磁体进行脱脂处理和水洗后，直接放入滚镀槽中电镀镍。其初期电流密度为0.5A/dm2，电镀10分钟后，改为电流密度为2A/dm2，电镀30分钟。经水洗热风吹干，从滚镀槽中取出后，发现粘结钕铁硼磁体表面的镀镍层不佳，有些部位有镍的析出，有些部位无镍的析出。特别是在镀管状的粘结钕铁硼磁体时，管内壁无镍的析出。
Claims (5)
1.粘结钕铁硼磁体滚镀镍方法，其特征是使用Ni/Cu胶体溶液进行前处理，其组成为硫酸镍1～50g/L；硫酸铜为0.1～20g/L；络合剂是能与镍离子和铜离子同时络合的有机化合物，所述络合剂为柠檬酸、酒石酸、氨基二乙酸、草酸或邻氨基苯甲酸，络合剂的浓度范围为1～35g/L，所述Ni/Cu胶体溶液pH值为5～9。
2.根据权利要求1所述的粘结钕铁硼磁体滚镀镍方法，其特征是Ni/Cu胶体溶液中硫酸镍的用量为10～35g/L。
3.根据权利要求1所述的粘结钕铁硼磁体滚镀镍方法，其特征是Ni/Cu胶体溶液中硫酸铜的用量为1～10g/L。
4.根据权利要求1所述的粘结钕铁硼磁体滚镀镍方法，其特征是络合剂的浓度范围是5～20g/L。
5.根据权利要求1所述的粘结钕铁硼磁体滚镀镍方法，其特征是Ni/Cu胶体溶液的pH值范围为6。
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