CN101280444A - 用于钕铁硼磁钢防腐的电镀方法 - Google Patents

用于钕铁硼磁钢防腐的电镀方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于钕铁硼磁钢防腐的电镀方法。它包括前处理，纳米复合电镀，电镀锡，电镀光亮镍几个步骤。通过本发明的上述方法得到的产品的防腐性能极其优异，在达到相同的防腐效果下，镀层的厚度只需要传统多层镍总厚度的60～70％，在提高产品品质的前提下，降低了电镀时间，同时节约了昂贵的金属镍或铜，降低了成本。

Description

用于钕铁硼磁钢防腐的电镀方法
技术领域
本发明涉及一种用于钕铁硼磁钢防腐的电镀方法。
背景技术
钕铁硼永磁体极易在空气中氧化，在许多环境中均易腐蚀，从而使磁性能下降，寿命缩短。申请号为200410048456.6的中国专利申请公开了一种在钕铁硼表面镀双层合金镀层的方法，但此种方法的镀层较厚，所需电镀时间较长，且所得产品的表面的整洁度不够好，同时其电镀产生的废液的处理困难，处理废液的成本较高。
发明内容
本发明解决了现有技术所存在的上述技术问题，提供了一种生产钕铁硼磁钢防腐镀层的方法。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案解决的：一种用于钕铁硼磁钢防腐的电镀方法，包括以下步骤：
前处理：将钕铁硼磁体进行倒角、除油、漂洗、酸洗、活化、再漂洗处理；
纳米复合电镀：将前处理后的钕铁硼磁体在纳米复合电镀槽中进行含有纳米添加剂的纳米复合电镀镍，所述的纳米复合电镀槽中电镀液的组成是：NiSO4.6H2O浓度为240～300g/L，NiCl2.6H2O浓度为40～60g/L，H3BO3浓度为35～55g/L，SBN-301柔软剂浓度为4～8mL/L，SBN-302填平剂浓度为0.1～0.3mL/L，N-17润湿剂浓度为1～3mL/L；
电镀锡：将上述纳米复合电镀镍后的钕铁硼磁体在镀锡槽中进行镀锡，上述电镀液的组成为：SnSO4浓度为20～30g/L，H2SO4浓度为140～160g/L，光亮剂A浓度为20～30mL/L，光亮剂B浓度为1.0～2.0mL/L，所述电镀时的温度为15～25℃；
电镀光亮镍：将上述电镀锡后的钕铁硼磁体在光亮镀镍槽中进行镀光亮镍，上述电镀液组成为：NiSO4.6H2O浓度为240～300g/L，NiCl2.6H2O浓度为40～60g/L，H3BO3浓度为35～55g/L，SBN-100主光剂浓度为0.2～0.8mL/L，SBN-101柔软剂浓度为2～4mL/L，N-17润湿剂浓度为1～3mL/L。
作为优选，所述的纳米复合电镀步骤中所用的电镀液的PH值在3.6～4.4之间，电镀时的温度在50～60℃之间。
作为优选，所述的纳米复合电镀步骤中所用的电镀液中还有SN-1纳米浆料，其浓度为20～40mL/L。
作为优选，所述的纳米复合电镀步骤中所用的电镀液中还有SBN-304电位差剂，其浓度是0.1～1.0mL/L。
作为优选，所述的电镀锡步骤中所用的电镀液中还有稳定剂C，其浓度为30～40mL/L。
作为优选，所述的电镀锡步骤中所用的电镀液中还有能显著提高镀液分散能力的走位剂D，其浓度为3～7mL/L；温度在5～25℃之间。
作为优选，所述的电镀光亮镍步骤中电镀液的PH值在4.0～4.8之间，温度在50～60℃之间。
通过本发明的上述方法得到的产品的防腐性能极其优异，在达到相同的防腐效果下，镀层的厚度只需要传统多层镍总厚度(或铜镍组合镀层总厚度)的60～70％，从而在提高产品品质的前提下，还节约了昂贵的金属镍或铜。
本发明采用上述工艺由于镀层厚度大幅度减少，因此工艺流程短，缩短了电镀时间，提高了生产效率。
本发明所述的工艺所得产品镀层填平性能优良，微小的纳米颗粒在电镀时参与了宏观填平，增加了基体表面的平整度，从而减少了获得平整镀层的电镀时间。
同时本发明所采用工艺的污水处理相对简单，减少污水处理成本。
在镀层平均总厚度为12um左右(纳米复合镍层6um，锡层3um，亮镍层3um)的情况下，耐中性盐雾试验至少可达120小时以上，耐压力容器试验至少达到96小时以上，耐热试验≤150℃。
下面对本发明的技术方案做进一步的说明。
前处理是按照钕铁硼磁钢常规的前处理工艺进行。
所述的纳米复合电镀是由于锡、镍的电极电位不同，故纳米复合电镀镍采用半光亮镀镍工艺，形成与锡电极电位差不多的纳米镍镀层。
纳米复合电镀后的中间处理是由于镍镀层容易钝化，在镀锡之前应进行漂洗、活化、再漂洗。
所述的电镀锡是采用高电流效率，光亮性好的酸性镀锡溶液。
镀锡后的中间处理：由于锡镀层极易钝化，在镀亮镍之前应进行漂洗、活化、再漂洗，由于锡较柔软，应小心注意划伤。
电镀光亮镍：在镀锡层上覆盖一层光亮镍提高耐蚀性及表面强度。
由于采用本发明的上述技术方案，本发明具有如下优越性：
电镀液容易处理：由于各镀液采用的均是不含络合剂、剧毒品的简单盐镀液，污水处理相对简单，只要调节污水的PH值加适当的絮凝剂就能沉淀重金属，污水达标排放。
本发明的防腐性能极其优异，在达到相同的防腐效果下，镀层的厚度只需要传统多层镍总厚度(或铜镍组合镀层总厚度)的60～70％，从而在提高产品品质的前提下，还节约了昂贵的金属镍或铜，由于镀层厚度大幅度减少，因此工艺流程短，缩短了电镀时间，提高了生产效率，同时提高了产品的耐酸性能，以下是本发明工艺与多层镍和铜镍组合电镀工艺的电镀时间以及酸性试验对比
Figure A20071030529200081
上表中六个规格的样品每个规格都是同材质，同一批次的产品，分别采用三种电镀工艺：多层镍工艺，铜镍组合工艺，本发明工艺，在同一环境中进行生产和试验，结果显示本发明工艺具有明显的防腐性能优异，节省材料，缩短电镀时间等特点。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：电镀Φ12.5×2规格的钕铁硼磁钢。
磨光倒角：将黑片(半成品)与抛磨粒一起放入振动倒角机进行研磨倒角。使之符合电镀和尺寸精度的要求。
镀前处理：将倒角好的黑片放入含有除油剂的超声波清洗槽中除去表面及基体微孔中可能存在的油污杂质，经清水漂洗后放入含4％浓度的稀硝酸溶液中酸洗出光处理60秒，再经清水漂洗后放入含2％浓度的稀硫酸溶液中活化处理15秒，再经清水漂洗后放入纳米复合电镀镍槽中。
纳米复合电镀半光亮镍：将上述前处理后的钕铁硼磁钢在纳米复合电镀半光亮镍槽中电镀，将前处理后的钕铁硼磁体在纳米复合电镀槽中进行含有纳米添加剂的纳米复合电镀镍，所述的纳米复合电镀槽中电镀液的组成是：NiSO4.6H2O浓度为300g/L，NiCl2.6H2O浓度为60g/L，H3BO3浓度为55g/L，SBN-301柔软剂浓度为8mL/L，SBN-302填平剂浓度为0.3mL/L，N-17润湿剂浓度为3mL/L；所述的纳米复合电镀步骤中所用的电镀液的PH值在4.4之间，温度在60℃之间。所述的纳米复合电镀步骤中所用的电镀液中还有SBN-304电位差剂，其浓度是1.0mL/L。所述的纳米复合电镀步骤中所用的电镀液中还有SN-1纳米浆料，其浓度为40mL/L。，按照产品规格和数量及电流大小确定电镀时间。本例每只滚桶装产品5公斤，电流30A，电镀时间95分钟(控制平均镀层厚度为6μm)。中间处理：镀镍后为了防止镀液交叉污染和镍镀层钝化，产品应经清水漂洗后放入含10％浓度的稀硫酸溶液中活化处理30秒，再经清水漂洗后放入电镀锡槽中。电镀锡：将上述中间处理后的钕铁硼磁钢在电镀锡槽中电镀，电镀液的PH值在4.8，电镀的温度在60℃，所述的电镀锡步骤中所用的电镀液中还有稳定剂C，其浓度为40mL/L，所述的电镀锡步骤中所用的电镀液中还有走位剂D，其浓度为7mL/L；电镀的温度在25℃，按照产品规格和数量及电流大小确定电镀时间。中间处理：镀锡后为了防止镀液交叉污染和锡镀层钝化，产品应经清水漂洗后放入含1％浓度的稀盐酸溶液中活化处理15秒，再经清水漂洗后放入电镀光镍槽中。
电镀光亮镍：将上述中间处理后的钕铁硼磁钢在电镀亮镍槽中电镀，其工艺规范见前面。按照产品规格和数量及电流大小确定电镀时间。本例每只滚桶装产品5公斤，电流30安培，电镀时间45分钟(控制平均镀层厚度为3μm)。
试验：随机抽取样品30片，各10片分别做中性盐雾试验，压力容器试验、耐热试验，结果耐中性盐雾试验120小时无一片有腐蚀现象，144小时有一片有轻微腐蚀现象，耐压力容器试验96小时无腐蚀现象，耐热试验≤150℃无起皮开裂现象，超过160℃镀层有起皮开裂现象。
实施例2：电镀Φ6×3规格的钕铁硼磁钢。
磨光倒角：将黑片(半成品)与抛磨粒一起放入振动倒角机进行研磨倒角。使之符合电镀和尺寸精度的要求。
镀前处理：将倒角好的黑片放入含有除油剂的超声波清洗槽中除去表面及基体微孔中可能存在的油污杂质，经清水漂洗后放入含4％浓度的稀硝酸溶液中酸洗出光处理60秒，再经清水漂洗后放入含2％浓度的稀硫酸溶液中活化处理15秒，再经清水漂洗后放入纳米复合电镀镍槽中。
纳米复合电镀半光亮镍：将上述前处理后的钕铁硼磁钢在纳米复合电镀半光亮镍槽中电镀，将前处理后的钕铁硼磁体在纳米复合电镀槽中进行含有纳米添加剂的纳米复合电镀镍，所述的纳米复合电镀槽中电镀液的组成是：NiSO4.6H2O浓度为240g/L，NiCl2.6H2O浓度为40g/L，H3BO3浓度为35g/L，SBN-301柔软剂浓度为4mL/L，SBN-302填平剂浓度为0.1mL/L，N-17润湿剂浓度为1mL/L；所述的纳米复合电镀步骤中所用的电镀液的PH值在3.6，温度在50℃。所述的纳米复合电镀步骤中所用的电镀液中还有SBN-304电位差剂，其浓度是0.1mL/L，所述的纳米复合电镀步骤中所用的电镀液中还有SN-1纳米浆料，其浓度为20mL/L。
按照产品规格和数量及电流大小确定电镀时间。本例每只滚桶装产品5公斤，电流30A，电镀时间95分钟(控制平均镀层厚度为6μm)。
中间处理：镀镍后为了防止镀液交叉污染和镍镀层钝化，产品应经清水漂洗后放入含5％浓度的稀硫酸溶液中活化处理15秒，再经清水漂洗后放入电镀锡槽中。
电镀锡：将上述中间处理后的钕铁硼磁钢在电镀锡槽中电镀，电镀液的PH值在4.0，电镀的温度在50℃，所述的电镀锡步骤中所用的电镀液中还有稳定剂C，其浓度为30mL/L，所述的电镀锡步骤中所用的电镀液中还有走位剂D，其浓度为3mL/L；电镀的温度在5℃，按照产品规格和数量及电流大小确定电镀时间。本例每只滚桶装产品5公斤，电流30安培，电镀时间20分钟(控制平均镀层厚度为3μm)。
中间处理：镀锡后为了防止镀液交叉污染和锡镀层钝化，产品应经清水漂洗后放入含2％浓度的稀盐酸溶液中活化处理30秒，再经清水漂洗后放入电镀光镍槽中。
电镀光亮镍：将上述中间处理后的钕铁硼磁钢在电镀亮镍槽中电镀，其工艺规范见前面。按照产品规格和数量及电流大小确定电镀时间。本例每只滚桶装产品5公斤，电流30安培，电镀时间45分钟(控制平均镀层厚度为3μm)。
试验：随机抽取样品30片，各10片分别做中性盐雾试验，压力容器试验、耐热试验，结果耐中性盐雾试验120小时无一片有腐蚀现象，144小时有一片有轻微腐蚀现象，耐压力容器试验96小时无腐蚀现象，耐热试验≤150℃无起皮开裂现象，超过160℃镀层有起皮开裂现象。

Claims (10)

1、一种用于钕铁硼磁钢防腐的电镀方法，包括以下步骤：
前处理：将钕铁硼磁体进行倒角、除油、漂洗、酸洗、活化、再漂洗处理；
纳米复合电镀：将前处理后的钕铁硼磁体在纳米复合电镀槽中进行含有纳米添加剂的纳米复合电镀镍，所述的纳米复合电镀槽中电镀液的组成是：NiSO4.6H2O浓度为240～300g/L，NiCl2.6H2O浓度为40～60g/L，H3BO3浓度为35～55g/L，SBN-301柔软剂浓度为4～8mL/L，SBN-302填平剂浓度为0.1～0.3mL/L，N-17润湿剂浓度为1～3mL/L；
电镀锡：将上述纳米复合电镀镍后的钕铁硼磁体在镀锡槽中进行镀锡，上述电镀液的组成为：SnSO4浓度为20～30g/L，H2SO4浓度为140～160g/L，光亮剂A浓度为20～30mL/L，光亮剂B浓度为1.0～2.0mL/L，所述电镀时的温度为15～25℃；
电镀光亮镍：将上述电镀锡后的钕铁硼磁体在光亮镀镍槽中进行镀光亮镍，上述电镀液组成为：NiSO4.6H2O浓度为240～300g/L，NiCl2.6H2O浓度为40～60g/L，H3BO3浓度为35～55g/L，SBN-100主光剂浓度为0.2～0.8mL/L，SBN-101柔软剂浓度为2～4mL/L，N-17润湿剂浓度为1～3mL/L。
2、根据权利要求1所述的用于钕铁硼磁钢防腐的电镀方法，其特征在于：所述的纳米复合电镀步骤中所用的电镀液的PH值在3.6～4.4之间，温度在50～60℃之间。
3、根据权利要求1或2所述的用于钕铁硼磁钢防腐的电镀方法，其特征在于：
所述的纳米复合电镀步骤中所用的电镀液中还有SBN-304电位差剂，其浓度是0.1～1.0mL/L。
4、根据权利要求1或2所述的用于钕铁硼磁钢防腐的电镀方法，其特征在于：
所述的纳米复合电镀步骤中所用的电镀液中还有SN-1纳米浆料，其浓度为20～40mL/L。
5、根据权利要求1或2所述的用于钕铁硼磁钢防腐的电镀方法，其特征在于：
所述的电镀光亮镍步骤中电镀液的PH值在4.0～4.8之间，电镀的温度在50～60℃之间。
6、根据权利要求1或2所述的用于钕铁硼磁钢防腐的电镀方法，其特征在于：所述的电镀锡步骤中所用的电镀液中还有稳定剂C，其浓度为30～40mL/L。
7、根据权利要求1或2所述的用于钕铁硼磁钢防腐的电镀方法，其特征在于：所述的电镀锡步骤中所用的电镀液中还有走位剂D，其浓度为3～7mL/L；电镀的温度在5～25℃之间。
8、根据权利要求3所述的用于钕铁硼磁钢防腐的电镀方法，其特征在于：
所述的纳米复合电镀步骤中所用的电镀液中还有SN-1纳米浆料，其浓度为20～40mL/L。
9、根据权利要求4所述的用于钕铁硼磁钢防腐的电镀方法，其特征在于：所述的电镀光亮镍步骤中电镀液的PH值在4.0～4.8之间，电镀的温度在50～60℃之间。
10、根据权利要求9所述的用于钕铁硼磁钢防腐的电镀方法，其特征在于：
所述的纳米复合电镀步骤中所用的电镀液中还有SBN-304电位差剂，其浓度是0.1～1.0mL/L；
所述的电镀锡步骤中所用的电镀液中还有走位剂D，其浓度为3～7mL/L，温度在5～25℃之间；
所述的纳米复合电镀步骤中所用的电镀液中还有SN-1纳米浆料，其浓度为20～40mL/L。
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