CN101514449B - 一种复合化学镀镍磷方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及到一种复合化学镀镍磷方法，其特征在于包括下述步骤：①把含有硫酸镍26-30g/l，次亚磷酸钠23-27g/l，柠檬酸钠38-42g/l，乙酸钠23-27g/l的化学镀镍磷液的pH值调节到9～10，在化学镀镍磷液中加入八水合硫酸钕混合均匀，加入量为0.4～0.8g/l，在超声波的作用下对经过预处理的钕铁硼磁体施镀10～60分钟，得到晶粒尺寸在5～8nm的镍磷镀层；②把含有硫酸镍22-26g/l，次亚磷酸钠28-32g/l，柠檬酸钠43-47g/l，乙酸钠28-32g/l的化学镀镍磷液的pH值调节到4.2～5.6，把经过①施镀的钕铁硼磁体放入到②中的化学镀镍磷液中施镀30～120分钟，得到非晶态的镍磷镀层。与现有技术相比，本发明镀层之间的结合力高，耐腐蚀性能好，减小了镀层的厚度，降低了磁性能的损失。
Description
技术领域
本发明涉及到材料表面防护领域，具体指一种复合化学镀镍磷方法。
背景技术
烧结钕铁硼磁体是20世纪80年代发展起来的稀土永磁材料，它的出现和发展极大地推动了工业进步，在电子信息、航空航天等国民经济诸多领域得到越来越广泛的应用。由于烧结钕铁硼的结构和化学特性，其耐蚀性较差，须对其表面进行防护处理。
目前钕铁硼表面防护常采用电镀工艺，存在着防护等级不够高、对深孔件和异型工件防护效能差、环保处理费用高等问题。同时，国际上(如欧盟ROHS指令)对电镀产品环保标准越来越高，要求镀层中的铅和镉要低于规定标准，如果不解决这一问题，企业的产品就无法进入国际市场。因此，开发环保型烧结钕铁硼磁体表面防护技术，提升钕铁硼的综合性能已成为国内业界共同的命题。
作为一种环保型表面防护技术，通过烧结钕铁硼磁体化学镀镍技术获得的镀层均匀、致密、硬度高、耐磨性好、成本相对较低，现已开始在钕铁硼磁体表面防护中得到了初步应用。然而，化学镀镍磷合金在钕铁硼防腐蚀的工业化生产中还存在镀层与基体的结合力差、镀液维护困难、施镀过程中基体会出现腐蚀等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种用于烧结钕铁硼磁体表面防护的复合化学镀镍磷方法，其通过镀层的纳米化提高镀层与基体之间的结合力，最外层采用非晶镀层达到提高镀层耐腐蚀的性能。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是采用复合化学镀镍磷技术，其特征在于包括下述步骤：
①把含有硫酸镍26-30g/l，次亚磷酸钠23-27g/l，柠檬酸钠38-42g/l，乙酸钠23-27g/l的化学镀镍磷液的pH值调节到9～10，在化学镀镍磷液中加入八水合硫酸钕混合均匀，加入量为0.4～0.8g/l，在超声波的作用下对经过预处理的钕铁硼磁体施镀10～60分钟，得到晶粒尺寸在5～8nm的镍磷镀层；
②把含有硫酸镍22-26g/l，次亚磷酸钠28-32g/l，柠檬酸钠43-47g/l，乙酸钠28-32g/l的化学镀镍磷液的pH值调节到4.2～5.6，把经过①施镀的钕铁硼磁体放入到②中的化学镀镍磷液中施镀30～120分钟，得到非晶态的镍磷镀层。
施镀时超声波的频率可以选用20KHz～68KHz，超声波的功率可以选择100W～300W。步骤①中在施镀时，镀液的温度可以是70～80℃。步骤中②中在施镀时，镀液的温度可以是80～92℃。
与现有技术相比，本发明先在钕铁硼磁体表面实施添加稀土元素钕的低氢化学镀工艺，在超声作用下对磁体施镀，获得一层高结合力、高致密的纳米晶镍磷镀层。然后在纳米晶镀层上使用酸性镀镍，获得一层高耐蚀的镍磷非晶镀层；既利用了低氢化学镀应力小的特点解决了结合力的问题，又利用了酸性化学镀致密性好的特点解决了耐腐蚀的问题；不仅能提高镀层的结合力、大大提高镀层耐腐蚀性能，而且可以减小镀层的厚度，从而降低了钕铁硼磁体磁性能的损失。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
1、钕铁硼磁体经过碱性除油液超声波除油，然后进行酸洗活化，再清洗干净。
2、把柠檬酸钠和乙酸钠一起加水溶解，把配方中的硫酸镍加水溶解，然后把这两种溶液混合并搅拌均匀，在此记这种混合溶液为(a)。把次亚磷酸钠加适量的水溶解，然后在搅拌的状态下缓缓倒入(a)的溶液中，并搅拌均匀；加蒸馏水或去离子水至规定体积。用5％的氢氧化钠调节溶液的pH值至9.0，过滤。记过滤后的溶液为(b)。其中，(b)溶液中含硫酸镍28g/l，次亚磷酸钠25g/l，柠檬酸钠40g/l，乙酸钠25g/l。
3、把柠檬酸钠和乙酸钠一起加水溶解，把配方中的硫酸镍加水溶解，然后把这两种溶液混合并搅拌均匀，在此记这种混合溶液为(c)。把次亚磷酸钠加适量的水溶解，然后在搅拌的状态下缓缓倒入(c)的溶液中，并搅拌均匀；加蒸馏水或去离子水至规定体积。调节溶液的pH值至4.6，过滤。记过滤后的溶液为(d)。其中，(d)溶液中含有硫酸镍24g/l，次亚磷酸钠30g/l，柠檬酸钠45g/l，乙酸钠30g/l。
4、往(b)溶液中按0.6g/l的量加入八水合硫酸钕，搅拌均匀；并将镀液的温度加热到80℃；把经过预处理的钕铁硼磁体放入该化学镀镍磷液，使用功率为200W，频率为20KHz的超声波辅助施镀30分钟，得到第一镀层。
5、然后把钕铁硼磁体经过蒸馏水或去离子水清洗，投入到温度为85℃的(d)溶液中施镀70分钟，得到第二镀层。
经XRD和TEM测试，可以得知第一镀层的平均晶粒为5nm，第二镀层为非晶态的镍磷镀层；经过300℃的热震试验5次，镀层无起皮、脱落的现象。磁体耐中性盐雾时间达到288小时，这说明该纳米晶和非晶的双层镀层与基体的结合力好。
实施例2
1、钕铁硼磁体经过碱性除油液超声波除油，然后进行酸洗活化，再清洗干净。
2、把柠檬酸钠和乙酸钠一起加水溶解，把配方中的硫酸镍加水溶解，然后把这两种溶液混合并搅拌均匀，在此记这种混合溶液为(a)。把次亚磷酸钠加适量的水溶解，然后在搅拌的状态下缓缓倒入(a)的溶液中，并搅拌均匀；加蒸馏水或去离子水至规定体积。用5％的氢氧化钠调节溶液的pH值至10.0，过滤。记过滤后的溶液为(b)。其中，(b)溶液中含硫酸镍28g/l，次亚磷酸钠25g/l，柠檬酸钠40g/l，乙酸钠25g/l。
3、把柠檬酸钠和乙酸钠一起加水溶解，把配方中的硫酸镍加水溶解，然后把这两种溶液混合并搅拌均匀，在此记这种混合溶液为(c)。把次亚磷酸钠加适量的水溶解，然后在搅拌的状态下缓缓倒入(c)的溶液中，并搅拌均匀；加蒸馏水或去离子水至规定体积。调节溶液的pH值至5.6，过滤。记过滤后的溶液为(d)。其中，(d)溶液中含有硫酸镍24g/l，次亚磷酸钠30g/l，柠檬酸钠45g/l，乙酸钠30g/l。
4、往(b)溶液中按0.4g/l的量加入八水合硫酸钕，搅拌均匀；并将镀液的温度加热到70℃；把经过预处理的钕铁硼磁体放入该化学镀镍磷液，使用功率为300W，频率为40KHz的超声波辅助施镀10分钟，得到第一镀层。
5、然后把钕铁硼磁体经过蒸馏水或去离子水清洗，投入到温度为80℃的(d)溶液中施镀120分钟，得到第二镀层。
经XRD和TEM测试，可以得知第一镀层的平均晶粒为8nm，第二镀层为非晶态的镍磷镀层；经过300℃的热震试验5次，镀层无起皮、脱落的现象。磁体耐中性盐雾时间达到240小时，这说明该纳米晶和非晶的双层镀层与基体的结合力好。
实施例3
1、钕铁硼磁体经过碱性除油液超声波除油，然后进行酸洗活化，再清洗干净。
2、把柠檬酸钠和乙酸钠一起加水溶解，把配方中的硫酸镍加水溶解，然后把这两种溶液混合并搅拌均匀，在此记这种混合溶液为(a)。把次亚磷酸钠加适量的水溶解，然后在搅拌的状态下缓缓倒入(a)的溶液中，并搅拌均匀；加蒸馏水或去离子水至规定体积。用5％的氢氧化钠调节溶液的pH值至9.5，过滤。记过滤后的溶液为(b)。其中，(b)溶液中含硫酸镍28g/l，次亚磷酸钠25g/l，柠檬酸钠40g/l，乙酸钠25g/l。
3、把柠檬酸钠和乙酸钠一起加水溶解，把配方中的硫酸镍加水溶解，然后把这两种溶液混合并搅拌均匀，在此记这种混合溶液为(c)。把次亚磷酸钠加适量的水溶解，然后在搅拌的状态下缓缓倒入(c)的溶液中，并搅拌均匀；加蒸馏水或去离子水至规定体积。调节溶液的pH值至4.2，过滤。记过滤后的溶液为(d)。其中，(d)溶液中含有硫酸镍24g/l，次亚磷酸钠30g/l，柠檬酸钠45g/l，乙酸钠30g/l。
4、往(b)溶液中按0.8g/l的量加入八水合硫酸钕，搅拌均匀；并将镀液的温度加热到70℃；把经过预处理的钕铁硼磁体放入该化学镀镍磷液，使用功率为100W，频率为68KHz的超声波辅助施镀60分钟，得到第一镀层。
5、然后把钕铁硼磁体经过蒸馏水或去离子水清洗，投入到温度为92℃的(d)溶液中施镀30分钟，得到第二镀层。
经XRD和TEM测试，可以得知第一镀层的平均晶粒为6nm，第二镀层为非晶态的镍磷镀层；经过300℃的热震试验5次，镀层无起皮、脱落的现象。磁体耐中性盐雾时间达到312小时，这说明该纳米晶和非晶的双层镀层与基体的结合力好。
实施例4
1、钕铁硼磁体经过碱性除油液超声波除油，然后进行酸洗活化，再清洗干净。
2、把柠檬酸钠和乙酸钠一起加水溶解，把配方中的硫酸镍加水溶解，然后把这两种溶液混合并搅拌均匀，在此记这种混合溶液为(a)。把次亚磷酸钠加适量的水溶解，然后在搅拌的状态下缓缓倒入(a)的溶液中，并搅拌均匀；加蒸馏水或去离子水至规定体积。用5％的氢氧化钠调节溶液的pH值至9.6，过滤。记过滤后的溶液为(b)。其中，(b)溶液中含硫酸镍28g/l，次亚磷酸钠25g/l，柠檬酸钠40g/l，乙酸钠25g/l。
3、把柠檬酸钠和乙酸钠一起加水溶解，把配方中的硫酸镍加水溶解，然后把这两种溶液混合并搅拌均匀，在此记这种混合溶液为(c)。把次亚磷酸钠加适量的水溶解，然后在搅拌的状态下缓缓倒入(c)的溶液中，并搅拌均匀；加蒸馏水或去离子水至规定体积。调节溶液的pH值至4.8，过滤。记过滤后的溶液为(d)。其中，(d)溶液中含有硫酸镍24g/l，次亚磷酸钠30g/l，柠檬酸钠45g/l，乙酸钠30g/l。
4、往(b)溶液中按0.8g/l的量加入八水合硫酸钕，搅拌均匀；并将镀液的温度加热到72℃；把经过预处理的钕铁硼磁体放入该化学镀镍磷液，使用功率为250W，频率为28KHz的超声波辅助施镀25分钟，得到第一镀层。
5、然后把钕铁硼磁体经过蒸馏水或去离子水清洗，投入到温度为86℃的(d)溶液中施镀90分钟，得到第二镀层。
经XRD和TEM测试，可以得知第一镀层的平均晶粒为5nm，第二镀层为非晶态的镍磷镀层；经过300℃的热震试验5次，镀层无起皮、脱落的现象。磁体耐中性盐雾时间达到384小时，这说明该纳米晶和非晶的双层镀层与基体的结合力好。
Claims (4)
1.一种复合化学镀镍磷方法，其特征在于包括下述步骤：
①把含有硫酸镍26-30g/l，次亚磷酸钠23-27g/l，柠檬酸钠38-42g/l，乙酸钠23-27g/l的化学镀镍磷液的pH值调节到9～10，在化学镀镍磷液中加入八水合硫酸钕混合均匀，加入量为0.4～0.8g/l，在超声波的作用下对经过预处理的钕铁硼磁体施镀10～60分钟，得到晶粒尺寸在5～8nm的镍磷镀层；
②把含有硫酸镍22-26g/l，次亚磷酸钠28-32g/l，柠檬酸钠43-47g/l，乙酸钠28-32g/l的化学镀镍磷液的pH值调节到4.2～5.6，把经过①施镀的钕铁硼磁体放入到②中的化学镀镍磷液中施镀30～120分钟，得到非晶态的镍磷镀层。
2.根据权利要求1所述的复合化学镀镍磷方法，其特征在于：施镀时超声波的频率20KHz～68KHz，超声波的功率100W～300W。
3.根据权利要求1所述的复合化学镀镍磷方法，其特征在于：步骤①中在施镀时，镀液的温度为70～80℃。
4.根据权利要求1所述的复合化学镀镍磷方法，其特征在于：步骤中②中在施镀时，镀液的温度为80～92℃。
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