CN1017166B

CN1017166B - 钕铁硼制品的除锈方法及装置

Info

Publication number: CN1017166B
Application number: CN 90104216
Authority: CN
Inventors: 梁素珍; 陈抗生
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 1990-06-05
Filing date: 1990-06-05
Publication date: 1992-06-24
Also published as: CN1047892A

Abstract

一种钕铁硼制品的除锈方法及装置，在设有上极板、下极板、加热器和充气器的真空室中产生氢等离子体，除净钕铁硼制品表面的锈斑，而不影响制品的精度，除锈装置可由真空镀膜机改装而成。本方案的积极效果是：氢等离子体除锈时间为5～20分钟，合格率达到100%。

Description

本发明涉及一种金属材料除锈的方法及设备。

钕铁硼是一种新型永磁材料，与其他的永磁材料比较，具有更高的剩磁感应强度和矫顽力，价格低廉，机械加工性能优良，广泛应用于需要永久磁场的仪器仪表及设备中。

钕铁硼制品主要缺点是很容易生锈，如暴露在大气中10多个小时便开始生锈。用于精密仪器仪表中的钕铁硼制品的基本要求是：

a、零件原有的尺寸误差很小。除锈后不应对零件尺寸误差产生影响。

b、磁特性保持恒定。钕铁硼属于低居里点的材料，其居里点温度为300℃，除锈时加热温度受到严格限制，否则因高温加热会完全失去磁性，又不能通过充磁恢复磁特性。

上述要求给钕铁硼制品除锈、防锈带来困难。常用的除锈方法是酸洗法，包括去油和酸洗去锈工艺。缺陷是：深度腐蚀的零件，充分酸洗必然影响零件尺寸，超过允许误差，导致零件报废率高，一般报废量达到70%。

本发明的目的在于提供一种钕铁硼制品的除锈方法及装置，应用这一方法和装置可为钕铁硼制品快速除锈，同时不会影响零件的尺寸误差和磁特性。

实施这一方法采用以下步骤：

1.退磁。

对已充磁的零件，用退磁机退磁，或在空气中加热至200℃，保温120～180分钟，使其失去磁性。

2.汽油超声波清洗，去除表面油污等脏物。

3.氢等离子体去锈。

4.充磁，

本发明方法包括退磁，超声波清洗，在设有上极板、下极板、加热器和充气器的真空室中实施等离子体除锈，充磁，其特征在于：经退磁和清洗后待除锈的钕铁硼制品置于接地的下极板51上，下极板51与上极板31之间距离为20～30mm，抽真空至0.13Pa数量级，卤钨灯加热器54将工件6逐渐加热至90℃～200℃，保持恒温;由充气器2充入氢气，氢气压力为9.33pa～133Pa，流量为0.5～5.0ml/sec;下极板51接地，上极板31接射频功率源，其功率为80～200W，功率密度为0.12～0.32w/cm²，产生氢等离子体在5～20分钟内除净钕铁硼制品表面的锈斑。

本除锈方法采用的最佳数据是：卤钨灯加热器54对工件6最佳加热温度为100℃～120℃，氢气最佳压力为53.3Pa～106.6Pa，氢气最佳流量为0.7～2.0ml/sec，最佳射频功率为100～120W，最佳功率密度为0.16～0.19w/cm²。

氢等离子体除锈的具体时间，视生锈程度、加热温度、充入氢气的压力流量、施加射频功率大小而定。

适用于上述除锈方法的装置，示于图1～图3。

图1为钕铁硼制品除锈装置的结构示意图，图中：

1-真空室

11-钟罩

12-底板

13-排气管

14-观察窗

2-充气器

31-上极板

4-屏蔽板

51-下极板

6-工件。

图2为充气器2和上极板31的结构示意图，图中：

21-充气管

22-喷气头

23-绝缘套管

24-下部设有外螺纹的金属套管

25-螺母

31-上极板

32-电极盖板

33-螺钉。

图3为下极板51布置示意图，图中：

51-下极板

52-热屏蔽板

53-电极支架

54-用于加热工件6的卤钨灯加热器

实施本方法的装置是对现有真空镀膜机进行改进，构成适合于钕铁硼制品除锈的专用设备。包括真空系统，接射频功率源的上极板，屏蔽板，接地的下极板，充气器，加热器，工件搁置在下极板上，如图1、图2、图3所示。其特征是：上极板31、屏蔽板4及充气器2布置在真空室1的上部，下极板51及工件6布置在真空室1的下部，上极板31与下极板51间距离为20～30mm;上极板31呈碟状，其底部开有若干个通气孔，上端采用螺钉33固定在与进气管21相连接的电极盖板32上;充气器2由充气管21、电极盖板32、喷气头22、上极板31以及螺钉33组成，充气管21布置在真空室1的轴线上，其外部包有绝缘套管23和金属套管24，电极盖板32固定在充气管21的端部，喷气头22呈碟状，其底部和四周开有若干个喷气孔，上端部固定在电极盖板32上，上极板31位于喷气头22的下方，底部开有若干个通气孔，上部采用螺钉33固定在电极盖板32上，来自充气管21充入的气体经喷气头22的喷气孔和上极板31的通气孔到达工件6表面;屏蔽板4位于电极盖板32的上方，采用螺母25与金属套管24连接;兼作工件架的下极板51搁置在由电极支架53支撑的热屏蔽板52上;在下极板51和热屏蔽板52间设有用于加热工件6的卤钨灯加热器54，卤钨灯加热器54对工件6的加热温度为20℃～200℃;喷气头22直径为Φ60～Φ80mm，其上喷气孔孔径为Φ2～Φ4mm，上极板31底部的通气孔孔径为Φ2～Φ3mm。

气体流量、气体压力、输入射频功率等参数采用常规方式控制。

同现有技术比较，本方案具有下列优点：

1.除锈速度快，效率高，其中氢等离子体除锈时间只需5～20分钟;

2.能确保合格率达到100%，因为：

a、氢等离子体除锈不会对零件尺寸误差产生影响。

b、钕铁硼材料居里点温度为300℃，在本方法中加热温度则低于200℃，除锈后的钕铁硼制品经过充磁能恢复原有的磁特性。

3.工艺过程干净，无污染;

4.所需设备可用现有的真空镀膜设备改装而成。

实施例：

按图1～图3结构的装置，将退磁和清洗后的钕铁硼制品，如手表用的钕铁硼转子，置于接地的下极板51上，抽真空至0.666Pa，卤钨灯加热器54对工件6加热到100℃，由充气器2充入氢气，氢气压力为79.98Pa，流量为1.0ml/sec上极板31接射频功率源，功率为120W，功率密度为0.16w/cm²，形成氢等离子体，经过10分钟，钕铁硼制品表面锈斑被清除干净。

上极板31和下极板51直径均为Φ280mm，两者之间距离为28mm，喷气头22直径为Φ70mm，喷气孔直径为Φ3mm，上极板31底部通气孔直径为Φ2mm。

零件除锈合格率为100%。

Claims

1、一种钕铁硼制品的除锈方法，包括退磁，超声波清洗，在设有上极板、下极板、加热器和充气器的真空室中实施氢等离子体除锈，充磁，其特征在于：经退磁和清洗后待进行氢等离子体除锈的钕铁硼制品置于接地的下极板51上，抽真空至0.13Pa数量级，卤钨灯加热器54对工件6加热至90℃～200℃，保持恒温；由充气器2充入氢气，氢气压力为9.33Pa～133Pa，流量为0.5～5.0ml/sec；上极板31接射频功率源，其功率为80～200w，功率密度为0.12～0.32w/cm²。

2、根据权利要求1的除锈方法，其特征在于：卤钨灯加热器54对工件6加热温度为100℃～120℃，充入氢气压力为53.3Pa～106.6Pa，氢气流量为0.7～2.0ml/sec，射频功率为100～120w，功率密度为0.16～0.19w/cm²。

3、一种实施权利要求1的钕铁硼制品的除锈装置，包括真空系统，与射频功率源相连接的上极板，接地的下极板，屏蔽板，充气器，加热器，其特征在于：

-上极板31、屏蔽板4以及充气器2布置在真空室1的上部，下极板及工件6布置在真空室1的下部，上极板31与下极板51间距离为20～30mm;

-上极板31呈碟状，其底部开有若干个通气孔，上端采用螺钉33固定在与进气管21相连接的电极盖板32上;

-充气器2由充气管21、电极盖板32、喷气头22、上极板31以及螺钉33组成，充气管21布置在真空室1的轴线上，其外部包有绝缘套管23和金属套管24，电极盖板32固定在充气管21的端部，喷气头22呈碟状，其底部和四周开有若干个喷气孔，上端部固定在电极盖板32上，底部开有通气孔的上极板31布置在喷气头22的下方，采用螺钉33固定在电极盖板32上;

-屏蔽板4位于电极盖板32上方，采用螺母25与金属套管24连接;

-兼作工件架的下极板51搁置在由电极支架53支撑的热屏蔽板52上;

-下极板51和热屏蔽板52之间设有用于加热工件6的卤钨灯加热器54。

4、根据权利要求3的除锈装置，其特征在于：喷气头22上的喷气孔孔径为Φ2～Φ4mm，上极板31底部的通气孔孔径为Φ2～Φ3mm。