CN1021350C

CN1021350C - 钕铁硼制品镀覆有机膜的方法及装置

Info

Publication number: CN1021350C
Application number: CN 90104215
Authority: CN
Inventors: 梁素珍; 金心宇; 陈抗生; 张一峰; 徐电
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 1990-06-05
Filing date: 1990-06-05
Publication date: 1993-06-23
Anticipated expiration: 2005-06-05
Also published as: CN1047890A

Abstract

一种钕铁硼制品镀覆有机膜的方法及装置，其特征是以有机硅单位和甲苯的等离子体聚合在钕铁硼制品上形成有机膜，镀覆装置设有使气氛均匀的充气器，上极板接射频功率源，上、下极板间距为20～30mm。同现有技术比较，其突出的优点是镀层薄，厚度均匀，镀层与基体结合牢固，抗腐蚀力强，不影响钕铁硼元件的安装尺寸和磁特性。

Description

本发明涉及一种以镀覆有机材料为特征的镀覆方法及实施该方法的装置。

钕铁硼是一种新型永磁材料。与其它永磁材料相比，具有剩磁感应强度高、矫顽力高、价廉、机加工性能好等优点，钕铁硼制品广泛应用于需要永久磁场的仪器仪表及设备中。钕铁硼材料的缺点是：（1）抗腐蚀性能差，暴露在大气中就生锈;（2）温度特性差，温度升高容易失去磁性。理想的镀覆方法应使钕铁硼制品既有良好的防锈效果，又不影响零件的尺寸和磁特性。

现有的镀覆方法应用于钕铁硼制品，均不理想，例如：

电镀法，钕铁硼表面镀层厚度不均匀，存在镀层针孔，致使镀层内部生锈并民致镀层脱落。

化学方法涂覆有机膜，膜层厚度难以控制，厚度控制在微米级十分困难，工序也较多。

真空镀膜法，为使膜层与钕铁硼基体牢固结合，需高温加热，结果影响钕铁硼制品的磁特性。

本发明的任务在于提供一种钕铁硼制品镀覆有机膜有方法及装置，利用等离子聚合法，在钕铁硼制品表面形成抗腐蚀性能强的有机膜，而又不影响零件安装尺寸及磁特性。

图面说明：

图1为钕铁硼制品镀覆有机膜的装置结构示意图，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

6-工件。

以下结合图面说明，详细描述本发明内容：

一种钕铁硼制品镀覆有机膜的方法，包括真空室预先排气至10^-3乇数量级，上极板接射频功率源，下极板接地，工件置于下极板上，充入有机气体，产生等离子聚合，控制膜层厚度，其特征是充入的有机气体为有机硅单体和甲苯混合气，其中有机硅单体含量（重量百分比）为96～80%，甲苯含量（重量百分比）为4～20%，气体流量为0.5～5ml/sec，气体压力为0.34～2.67Pa。混合气中有机硅单体最佳含量（重量百分比）为88～94%，甲苯最佳含量（重量百分比）为12～6%，气体最佳流量为1～3ml/sec，最佳压力为0.67～2.67Pa，输入的射频功率为40～70W，最佳为50～50W，其功率密度为0.06～0.11W/cm²。

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镀覆有机膜的专用设备。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，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54，卤钨灯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。

有机膜厚度、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.钕铁硼制品用等离子聚合法镀覆有机膜，工艺简单，操作方便，生产效率高，无环境污染。如镀覆用于手表的钕铁硼转子，在直径为Φ280mm的下极板上每次可布置8260件，完成双面镀覆有机膜的时间为3小时。

2.有机气体选用有机硅单体和甲苯混合气，使膜层薄，且与基体结合牢固，抗腐蚀能力强。如钕铁硼转子工艺要求通过盐雾试验时间为8小时，采用现有方法成品率不超过50%，用本方法通过盐雾试验12小时以上不出现锈斑。

3.采用结构合理的充气器，使混合气在各工件表面分布均匀，膜层厚度达到1.5±0.01μm，不均匀度为5%以下，使成品率从50%提高到100%。

4.镀覆后的钕铁硼元件不影响它的安装尺寸和磁特性。

实施例：

采用有机硅和甲苯混合气等离子聚合方法及图1～图2所示的装置，在用于手表的钕铁硼转子上镀覆有机膜。上极板31直径为Φ280mm，接射频功率为50W，其功率密度为0.10W/cm²，下部均匀分布孔径为Φ2mm的通气孔1560个，喷气头22直径为Φ80mm，其底部和四周均匀分布孔径Φ3mm的喷气孔20个;接地的下极板51直径为Φ280mm，上面放置退磁后的钕铁硼手表转子8260件，卤钨灯对转子加热80℃，真空室本底真空度为0.13Pa数量级。

通过充气器2充入有机硅单体和甲苯混合气，形成等离子聚合，有机硅单体含量（重量百分比）为90%，甲苯含量（重量百分比）为10%，气体流量为1.5ml/sec，气体压力为2.67Pa，成膜时间共3小时，其中钕铁硼转子翻转一次。

实测结果：膜层厚度为1.5±0.01μm，不均匀度小于5%，成品率100%。

检测全部完成后充磁一次，恢复原有的磁特性。

Claims

1、一种钕铁硼制品镀履有机膜的方法，包括真空系统排气至0.13Pa数量级，上极板接射频功率源，下极板接地，充入有机气体，产生等离子体聚合，控制镀层厚度，其特征在于：充入的有机气体为有机硅单体和甲苯混合气，其中有机硅单体含量(重量百分比)为96%～80%，甲苯含量(重量百分比)为4%～20%，有机气体流量为0.5～5ml/sec，气体压力为0.34～2.67Pa，采用射频功率为40～70W，其功率密度为0.06～0.11W/cm²。

2、根据权利要求1的方法，其特征在于：有机气体中有机硅单体含量（重量百分比）为88%～94%，甲苯含量（重量百分比）为12%～6%，气体流量为1～3ml/sec，气体压力为0.67～2.67Pa，采用射频功率为50～60W，其功率密度为0.06～0.11W/cm²。

3、一种钕铁硼制品镀覆有机膜的装置，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，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54。

4、根据权利要求3的装置，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。