CN101724845A - 一种烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法 - Google Patents

一种烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法 Download PDF

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本发明涉及烧结钕铁硼材料表面处理防腐领域，具体是一种在烧结钕铁硼表面电镀锌镍合金的方法。该方法的主要特征是：首先对烧结钕铁硼进行镀前处理，然后进行化学镀镍，再进行电镀铜，电镀锌镍合金，最后进行钝化处理。本发明所采用的化学镀镍层和钕铁硼之间的结合力优良；镀铜层在镀锌镍合金时可以起到阻氢的作用，减轻了氢对钕铁硼的腐蚀；锌镍合金层作为阳极性镀层有效地保护了钕铁硼。通过本发明得到的镀层完整致密，均匀光亮，与基体结合牢固，钝化处理后耐蚀性可得到进一步改善。本发明解决钕铁硼电镀锌镍合金结合力差、影响耐蚀性的问题，采用本发明镀层与基体结合力好，镀层致密，成分均匀，耐蚀性优异。

Description

一种烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法
技术领域：
本发明涉及烧结钕铁硼材料表面处理防腐领域，具体是一种烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法。
背景技术：
烧结钕铁硼永磁材料作为第三代永磁材料，具有较高的磁性能，并且资源丰富、价格低廉，广泛应用于汽车、计算机、核磁共振等领域。但是，由于烧结钕铁硼由多相组成，各相电位差比较大，尤其是其中的富钕相电位低，容易发生晶间腐蚀，导致钕铁硼本身的耐蚀性很差，严重制约了钕铁硼的应用。为了解决这一问题，发明了一系列针对钕铁硼防护的表面处理技术，主要有电镀锌、电镀镍、化学镀镍等。
钕铁硼是烧结成型的，表面有很多孔洞。化学镀镍具有分散能力强的特点，可以用化学镀来填充这些孔洞。填充这些孔洞，一方面可以增加钕铁硼和镀层之间的锁扣，提高结合力，另一方面可以避免镀液在这些孔洞中存留，从而提高了防腐性能。对于钕铁硼来说，化学镀镍属于阴极性镀层，要起到保护钕铁硼的作用，就要求镀层致密，没有孔隙。当镀层有孔隙时，化学镀镍不但不能保护钕铁硼，而且还会加速钕铁硼的腐蚀。所以，钕铁硼化学镀镍风险很大。
而阳极性镀层对镀层的致密性要求没有这么高，并且在镀层破损的时候仍然能够保护基体。电镀锌镍合金是一种防腐性能优异的阳极性镀层，耐蚀性远远高于电镀纯锌。然而，钕铁硼是烧结成型的，表面有很多孔洞，直接电镀会引起局部电流分布不均匀，而且还很容易在孔洞中残留镀液，导致镀层结合力差，耐蚀性不高。化学镀和电镀各有优缺点，本发明结合力化学镀镍和电镀锌镍合金的优点，提高了钕铁硼的防腐能力。
发明内容：
为解决钕铁硼电镀锌镍合金结合力差、影响耐蚀性的问题，本发明的目的是提供一种烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法。本发明的镀层与基体结合力好，镀层致密，成分均匀，耐蚀性优异。
为实现上述实验目的，本发明采用如下技术方案：
一种烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法，先化学镀镍，再电镀铜，最后电镀锌镍合金；或者，先化学镀镍，然后直接电镀锌镍合金。
所述的烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法，在电镀锌镍合金之前先进行化学镀镍，厚度为1至10微米。
所述的烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法，在电镀锌镍合金之前进行电镀铜，厚度为0至20微米。
所述的烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法，电镀铜为碱性镀铜或者焦磷酸盐镀铜。
所述的烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法，电镀锌镍合金为碱性或酸性电镀锌镍合金，镀层中镍重量含量为5-15％。
所述的烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法，电镀锌镍合金的厚度为8至20微米。
由于采用上述技术方案，本发明具有如下优点：
1、镀层结合力好
由于钕铁硼是烧结成型的，表面有很多孔洞，而化学镀镍具有分散能力强的特点，可以在孔洞中镀上，增加了镀层和钕铁硼的锁口效应，增加了结合力。采用拉伸法测试镀层结合力，镀层和钕铁硼之间的结合力大于28MPa。
2、电镀过程中氢的危害小
由于钕铁硼中含有大量的钕元素，很容易和氢发生反应，影响镀层的结合力，也影响钕铁硼的磁性能。而碱性电镀锌镍合金电流效率低，析氢量大。为了减小电镀锌镍合金过程中氢的危害，本发明先电镀一层铜，作为阻氢涂层。一方面，电镀铜的电流效率非常高，可以达到95％，在电镀铜的过程中氢的危害很小，另一方面，氢在铜中的渗透率很低，可以阻挡电镀锌镍合金时产生的氢，以减小氢对钕铁硼的危害。
3、耐蚀性好
经过本发明处理过的钕铁硼，耐蚀性优异，钝化后耐盐雾实验可以达到1500小时以上。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
本发明烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法如下：
1工艺流程
前处理→化学镀镍→水洗→干燥→电镀铜→水洗→电镀锌镍合金→水洗→钝化→干燥。如果在电镀锌镍合金时，选用碱性镀液，电流效率低，析氢量大，需要电镀铜做为阻氢涂层；如果选用酸性镀液，电流效率高，析氢量小，可以不用电镀铜。
2工艺规范
2.1前处理
先将钕铁硼打磨、除油、酸洗，再活化。
2.2化学镀镍
化学镀镍10-40分钟。
2.3电镀铜工艺
电镀铜0-40分钟。
2.4碱性电镀锌镍合金
电镀锌镍合金电镀0.5-1.5小时。
2.5钝化
钕铁硼经过上述处理后，还可以再经过钝化处理，处理后耐蚀性可以得到进一步提高。
本发明中，酸洗、活化、化学镀镍、电镀铜、电镀锌镍合金的配方，溶剂均为水。
实施例1
1材料准备：把钕铁硼打磨到600#，用超声波丙酮除油3分钟。
2酸洗：硝酸60ml/L，硫脲0.5g/L，温度25℃，时间30秒，然后用水清洗1分钟。
3活化：磺基水杨酸20g/L，氟化氢氨10g/L，温度25℃，时间30秒。然后，用超声波清洗1分钟。
4化学镀镍：NiSO4·6H2O：0.1mol/L，NaH2PO2·H2O：30g/L，硼砂：30g/L，柠檬酸钠：30g/L，氟化铵：3g/L，丁二酸：5g/L，pH＝7.5，温度80℃，化学镀15分钟。水洗1分钟，吹干。化学镀镍的厚度为5微米。
5电镀铜：硫酸铜60g/L，焦磷酸钾300g/L，柠檬酸铵25g/L，pH＝9，温度40℃，阴极电流：1.0A/dm2，电镀20分钟，水冲洗2分钟。电镀铜的厚度为4微米。
6电镀锌镍合金：氧化锌：12g/L，氢氧化钠120g/L，乙二胺：20ml/L，三乙醇胺，50ml/L，柠檬酸钠：10g/L；硫酸镍：17g/L，香草醛：0.1g/L，温度25℃，电流密度：3A/dm2，电镀1小时。然后水洗1分钟，吹干。电镀锌镍合金的厚度为18微米，镀层中镍含量为15wt.％。
彩色钝化后，中性盐雾实验，240小时无白锈，1200小时无红锈。
实施例2
1材料准备：把钕铁硼打磨到600#，用超声波丙酮除油3分钟。
2酸洗：硝酸60ml/L，硫脲0.5g/L，温度25℃，时间30秒，然后用水清洗1分钟。
3活化：磺基水杨酸20g/L，氟化氢氨10g/L，温度25℃；时间30秒。然后，用超声波清洗1分钟。
4化学镀镍：NiSO4·6H2O：0.1mol/L，NaH2PO2·H2O：30g/L，硼砂：30g/L；柠檬酸钠：30g/L，氟化铵：3g/L，丁二酸：5g/L，pH＝7.5，温度80℃，化学镀15分钟。水洗1分钟，吹干。化学镀镍的厚度为5微米。
5电镀铜：硫酸铜60g/L，焦磷酸钾300g/L，柠檬酸铵25g/L，pH＝9，温度：40℃，阴极电流：1.0A/dm2，电镀20分钟，水冲洗2分钟。电镀铜的厚度为4微米。
6电镀锌镍合金：氧化锌：12g/L，氢氧化钠120g/L，乙二胺：20ml/L，三乙醇胺，50ml/L，柠檬酸钠：10g/L；硫酸镍：17g/L，香草醛：0.1g/L，温度25℃，电流密度：1A/dm2，电镀1.5小时。然后水洗1分钟，吹干。电镀锌镍合金的厚度为16微米，镀层中镍含量为15wt.％。
然后进行黑色钝化处理，处理后进行中性盐雾实验，360小时无白锈，1500小时无红锈。
实施例3
1材料准备：把钕铁硼打磨到400#，用超声波丙酮除油3分钟。
2酸洗：硝酸60ml/L，硫脲0.5g/L，温度25℃，时间30秒，然后用水清洗1分钟。
3活化：磺基水杨酸20g/L，氟化氢氨10g/L，温度25℃，时间30秒。然后，用超声波清洗1分钟。
4化学镀镍：NiSO4·6H2O：0.1mol/L，NaH2PO2·H2O：30g/L，硼砂：30g/L，柠檬酸钠：30g/L，氟化铵：3g/L，丁二酸：5g/L，pH＝7.5，温度80℃，化学镀15分钟。水洗1分钟，吹干。化学镀镍的厚度为5微米。
5电镀铜：硫酸铜60g/L，焦磷酸钾300g/L，柠檬酸铵25g/L，pH＝9，温度：40℃，阴极电流：1.0A/dm2，电镀20分钟，水冲洗2分钟。电镀铜的厚度为4微米。
6电镀锌镍合金：氧化锌：13g/L，氢氧化钠120g/L，乙二胺：20ml/L，三乙醇胺，50ml/L，柠檬酸钠：10g/L，硫酸镍：12g/L，香草醛：0.1g/L，温度25℃，电流密度：1A/dm2，电镀1.5小时。然后水洗1分钟，吹干。电镀锌镍合金的厚度为15微米，镀层中镍含量为13wt.％。
然后进行黑色钝化处理，处理后进行中性盐雾实验，360小时无白锈，1200小时无红锈。
实施例4
1材料准备：把钕铁硼打磨到600#，用超声波丙酮除油5分钟。
2酸洗：硝酸40ml/L，硫脲0.5g/L，温度25℃，时间50秒，然后用水清洗1分钟。
3活化：磺基水杨酸25g/L，氟化氢氨15g/L，温度25℃；时间50秒。然后，用超声波清洗1分钟。
4化学镀镍：NiSO4·6H2O：0.1mol/L，NaH2PO2·H2O：30g/L，硼砂：30g/L，柠檬酸钠：30g/L，氟化铵：3g/L，丁二酸：5g/L，pH＝8，温度80℃，化学镀10分钟。水洗1分钟，吹干。化学镀镍的厚度为4微米。
5电镀锌镍合金：氯化锌60g/L，氯化镍120g/L，氯化铵200g/L，硼酸20g/L，苄叉丙酮0.05g/L；pH＝5.5，室温，阴极电流1.5A/dm2，电镀1.5小时。电镀锌镍合金的厚度为20微米，镀层中镍含量为13wt％。
经过黑色钝化处理后，中性盐雾实验360小时没有白锈，1400小时无红锈。
实施例5
1材料准备：把钕铁硼打磨到600#，用超声波丙酮除油3分钟。
2酸洗：硝酸60ml/L，硫脲0.5g/L，温度25℃，时间30秒，然后用水清洗1分钟。
3活化：磺基水杨酸20g/L，氟化氢氨10g/L，温度25℃，时间30秒。然后，用超声波清洗1分钟。
4化学镀镍：NiSO4·6H2O：0.1mol/L，NaH2PO2·H2O：30g/L，硼砂：30g/L，柠檬酸钠：30g/L，氟化铵：3g/L，丁二酸：5g/L，pH＝7.5，温度80℃，化学镀15分钟。水洗1分钟，吹干。化学镀镍的厚度为5微米。
5电镀锌镍合金：硫酸锌180g/L，硫酸镍70g/L，硼酸30g/L，苄叉丙酮0.1g/L，温度25℃，电流密度：2A/dm2，电镀1小时。电镀锌镍合金的厚度为16微米，镀层中镍含量为10wt％。
然后经过彩色钝化处理后，中性盐雾实验，240小时无白锈，1000小时无红锈。
实施例结果表明，本发明所采用的化学镀镍层和钕铁硼之间的结合力优良；镀铜层在镀锌镍合金时可以起到阻氢的作用，减轻了氢对钕铁硼的腐蚀；锌镍合金层作为阳极性镀层有效地保护了钕铁硼。通过该工艺得到的镀层完整致密，均匀光亮，与基体结合牢固，钝化处理后耐蚀性可得到进一步改善。

Claims (6)

1.一种烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法，其特征在于：先化学镀镍，再电镀铜，最后电镀锌镍合金；或者，先化学镀镍，然后直接电镀锌镍合金。
2.根据权利要求1所述的烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法，其特征在于：在电镀锌镍合金之前先进行化学镀镍，厚度为1至10微米。
3.根据权利要求1所述的烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法，其特征在于：在电镀锌镍合金之前进行电镀铜，厚度为0至20微米。
4.根据权利要求1所述的烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法，其特征在于：电镀铜为碱性镀铜或者焦磷酸盐镀铜。
5.根据权利要求1所述的烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法，其特征在于：电镀锌镍合金为碱性或酸性电镀锌镍合金，镀层中镍重量含量为5-15％。
6.根据权利要求1所述的烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法，其特征在于：电镀锌镍合金的厚度为8至20微米。
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20100609