CN102368438A - 一种钕铁硼磁体的表面复合防护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钕铁硼磁体的表面复合防护方法，包括将钕铁硼磁体进行预处理的步骤、将预处理后的钕铁硼磁体进行电镀或者磷化处理的步骤、将电镀处理后的钕铁硼磁体表面喷涂耐腐蚀涂层的步骤、将喷涂后的钕铁硼磁体进行预固化的步骤、将预固化后的钕铁硼磁体进行固化的步骤和将固化后的钕铁硼磁体进行气相沉积处理的步骤；优点是耐腐蚀涂层提高了镀层与钕铁硼磁体的结合稳定性和镀层的防腐蚀性，气相沉积处理对电镀处理和喷涂处理进一步巩固，同时对钕铁硼磁体的圆孔结构进一步施镀，使钕铁硼磁体表面整体镀层均匀，通过复合处理后的钕铁硼磁体，其耐中性盐雾试验经受时间达到300小时以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种钕铁硼磁体的防护方法，尤其是涉及一种钕铁硼磁体的表面复合防护方法。
背景技术
钕铁硼磁体具有优异的磁性能和很高的性价比，广泛应用于电子、电机和通信等技术领域；但是钕铁硼磁体的性质非常活泼，很容易被腐蚀，从而导致生锈、粉化或者失去磁性等问题，极大地限制了钕铁硼磁体的使用寿命和应用领域；目前主要通过对钕铁硼磁体的表面进行电镀处理来提高其防腐蚀性能，电镀镀层虽然一定程度上隔离了钕铁硼磁体与外界环境的接触，提高了钕铁硼磁体的耐腐蚀性，但是由于电镀工艺的局限性，电镀镀层或多或少都存在孔隙，而外界环境可以通过这些孔隙与钕铁硼磁体接触，从而腐蚀钕铁硼磁体；尤其是对具有大深径比(深径比≥1)的圆孔(内孔直径≤10mm)结构的钕铁硼磁体进行电镀处理时，钕铁硼磁体的圆孔深处难以形成均匀的电镀镀层，且其圆孔深处表面的镀层很薄，将成为钕铁硼磁体被腐蚀的突破口，缩短了钕铁硼磁体表面镀层的耐腐蚀防护周期；电镀处理后的具有大深径比的圆孔结构的钕铁硼磁体一般只能经受36小时左右的耐中性盐雾试验，无法满足动力电机磁体对耐蚀性和电机运行可靠性的的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种稳定性强、耐腐蚀性强的钕铁硼磁体的表面复合防护方法，本方法尤其适用于具有圆孔结构的钕铁硼磁体的表面防护处理。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种钕铁硼磁体的表面复合防护方法，包括以下步骤：
(1)将具有圆孔结构的钕铁硼磁体进行预处理；
(2)将预处理后的钕铁硼磁体进行电镀或者磷化处理；
(3)将电镀或者磷化处理后的钕铁硼磁体表面喷涂耐腐蚀涂层；
(4)将喷涂后的钕铁硼磁体进行预固化，温度100℃～150℃，时间20～30分钟；
(5)将预固化后的钕铁硼磁体进行固化，温度180℃～220℃，时间20～60分钟；
(6)将固化后的钕铁硼磁体进行气相沉积处理。
所述的步骤(1)中的预处理为除油→除锈→活化或者封闭。
所述的步骤(3)中耐腐蚀涂层的成分及配比(体积比)为：耐腐蚀涂料∶稀释剂为1∶10～1∶3，所述的耐腐蚀涂层的厚度为5～40μm。
所述的稀释剂为酮类化合物、醇类化合物和酯类化合物中的至少一种。
所述的稀释剂为乙醇、丁醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯和乙酸丁酯中的至少一种。
所述的步骤(6)中的气相沉积处理为物理气相沉积处理，所述的物理沉积处理过程中的靶功率为300～1500W，气压为0.2～1.0Pa，物理气相沉积膜的厚度为3～15um。
所述的物理沉积处理过程中采用铝膜、铬膜或者氮化钛膜。
所述的步骤(6)中的气相沉积处理为化学气相沉积处理，所述的化学气相沉积膜的厚度为5～20um。
所述的化学气相沉积处理过程中采用聚对二甲苯膜或者聚对二甲苯衍生物膜。
与现有技术相比，本发明的优点在于：先对钕铁硼磁体表面进行电镀，然后对电镀后的钕铁硼磁体喷涂耐腐蚀涂层，最后再在耐腐蚀涂层表面进行气相沉积处理，喷涂的耐腐蚀涂层克服了电镀镀层的孔隙缺陷，并且在电镀镀层外形成新的防护层，耐腐蚀涂层和电镀镀层对钕铁硼磁体形成双重防护，提高了钕铁硼磁体的耐腐蚀性，而气相沉积处理不受产品结构的限制，一方面对电镀处理和喷涂处理进一步巩固，另一方面对电镀处理和喷涂处理后效果不理想的钕铁硼磁体的圆孔结构进一步施镀，使钕铁硼磁体的整体表面形成均匀防护层，通过电镀、喷涂耐腐蚀涂层和气相沉积处理后的钕铁硼磁体，其耐中性盐雾试验经受时间达300小时以上，钕铁硼磁体的使用寿命长，运行可靠性高，应用领域广；
由于电镀镀层的存在，耐腐蚀涂层的厚度可以较薄，为5～40μm，这样以较薄的涂层与电镀镀层结合，在保证钕铁硼磁体具有足够的耐腐蚀性的前提下，还可以缩短后期预固化和固化的时间，提高了工作效率，节约了成本；
如果稀释剂为酮类化合物、醇类化合物和酯类化合物中的至少一种，可以减少有害物质的排放，降低对环境的污染和对操作人员的身体造成的伤害。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一：一种钕铁硼磁体的表面复合防护方法，包括以下步骤：
(1)将具有圆孔结构的钕铁硼磁体进行预处理：除油→除锈→封闭；
(2)将预处理后的钕铁硼磁体进行磷化处理：将预处理后的钕铁硼磁体浸入磷化液中，在预处理后的钕铁硼磁体表面形成磷化膜层；
(3)将磷化处理后的钕铁硼磁体表面喷涂耐腐蚀涂层：耐腐蚀涂层的厚度为10～40μm，耐腐蚀涂层的成分及配比(体积比)为：耐腐蚀涂料∶稀释剂为1∶8，稀释剂为丁酮；
(4)将喷涂后的钕铁硼磁体进行预固化：在温度为100℃条件下干燥30分钟；
(5)将预固化后的钕铁硼磁体进行固化：在温度为180℃条件下干燥60分钟；
(6)将固化处理后的钕铁硼磁体进行物理气相沉积处理：物理气相沉积处理过程中采用铝膜，靶功率为300W，气压为0.2Pa，沉积膜的厚度为3～8μm。
上述具体实施例中，按照GB/T 10125-1997规定分别对固化处理后的钕铁硼磁体和气相沉积处理后的钕铁硼磁体进行耐中性盐雾试验测试，固化处理后的钕铁硼磁体的经受时间为48小时，而气相沉积处理后的钕铁硼磁体的经受时间为312小时。
实施例二：一种钕铁硼磁体的表面复合防护方法，包括以下步骤：
(1)将具有圆孔结构的钕铁硼磁体进行预处理：除油→除锈→封闭；
(2)将预处理后的钕铁硼磁体进行磷化处理：将预处理后的钕铁硼磁体浸入磷化液中，在预处理后的钕铁硼磁体表面形成磷化膜层；
(3)将磷化处理后的钕铁硼磁体表面喷涂耐腐蚀涂层：耐腐蚀涂层的厚度为10～40μm，耐腐蚀涂层的成分及配比(体积比)为：耐腐蚀涂料∶稀释剂为1∶8，稀释剂为丁酮；
(4)将喷涂后的钕铁硼磁体进行预固化：在温度为150℃条件下干燥20分钟；
(5)将预固化后的钕铁硼磁体进行固化：在温度为220℃条件下干燥20分钟；
(6)将固化处理后的钕铁硼磁体进行物理气相沉积处理：物理气相沉积处理过程中采用铬膜，靶功率为1500W，气压为1.0Pa，沉积膜的厚度为3～8μm。
上述具体实施例中，按照GB/T 10125-1997规定分别对固化处理后的钕铁硼磁体和气相沉积处理后的钕铁硼磁体进行耐中性盐雾试验测试，固化处理后的钕铁硼磁体的经受时间为48小时，而气相沉积处理后的钕铁硼磁体的经受时间为360小时。
实施例三：一种钕铁硼磁体的表面复合防护方法，包括以下步骤：
(1)将具有圆孔结构的钕铁硼磁体进行预处理：除油→除锈→封闭；
(2)将预处理后的钕铁硼磁体进行电镀处理：在钕铁硼磁体表面电镀镍，电镀的镀层厚度为5～25μm，电镀温度为55℃，其中电镀镍采用硫酸镍溶液，硫酸镍溶液主要由浓度为330g/l的硫酸镍、浓度为50g/l的氯化镍、浓度为40g/l的硼酸、浓度为0.08g/l的十二烷基硫酸钠和水组成，硫酸镍溶液的PH为3.8；
(3)将电镀处理后的钕铁硼磁体表面喷涂耐腐蚀涂层：耐腐蚀涂层的厚度为5～20μm，耐腐蚀涂层的成分及配比(体积比)为：耐腐蚀涂料∶稀释剂为1∶10，稀释剂为丙酮；
(4)将喷涂后的钕铁硼磁体进行预固化：在温度为120℃条件下干燥25分钟；
(5)将预固化后的钕铁硼磁体进行固化：在温度为200℃条件下干燥40分钟；
(6)将固化处理后的钕铁硼磁体进行化学气相沉积处理：化学气相沉积处理过程中采用聚对二甲苯膜，沉积膜的厚度为15～20μm。
上述具体实施例中，按照GB/T 10125-1997规定分别对固化处理后的钕铁硼磁体和气相沉积处理后的钕铁硼磁体进行耐中性盐雾试验测试，固化处理后的钕铁硼磁体的经受时间为144小时，而气相沉积处理后的钕铁硼磁体的经受时间为384小时。
实施例四：一种钕铁硼磁体的表面复合防护方法，包括以下步骤：
(1)将具有圆孔结构的钕铁硼磁体进行预处理：除油→除锈→活化；
(2)将预处理后的钕铁硼磁体进行电镀处理：在钕铁硼磁体表面电镀镍，电镀的镀层厚度为5～30μm，电镀温度为50℃，其中电镀镍采用硫酸镍溶液，硫酸镍溶液主要由浓度为330g/l的硫酸镍、浓度为50g/l的氯化镍、浓度为40g/l的硼酸、浓度为0.08g/l的十二烷基硫酸钠和水组成，硫酸镍溶液的PH为3.8；
(3)将电镀处理后的钕铁硼磁体表面喷涂耐腐蚀涂层：耐腐蚀涂层的厚度为5～20μm，耐腐蚀涂层的成分及配比(体积比)为：耐腐蚀涂料∶稀释剂为1∶10，稀释剂为丙酮和乙酸丁酯的混合物；
(4)将喷涂后的钕铁硼磁体进行预固化：在温度为140℃条件下干燥20分钟；
(5)将预固化后的钕铁硼磁体进行固化：在温度为190℃条件下干燥50分钟；
(6)将固化处理后的钕铁硼磁体进行化学气相沉积处理：化学气相沉积处理过程中采用聚氯代对二甲苯膜，沉积膜的厚度为5～10μm。
上述具体实施例中，按照GB/T 10125-1997规定分别对固化处理后的钕铁硼磁体和气相沉积处理后的钕铁硼磁体进行耐中性盐雾试验测试，固化处理后的钕铁硼磁体的经受时间为144小时，而气相沉积处理后的钕铁硼磁体的经受时间为384小时。
实施例五：一种钕铁硼磁体的表面复合防护方法，包括以下步骤：
(1)将具有圆孔结构的钕铁硼磁体进行预处理：除油→除锈→封闭；
(2)将预处理后的钕铁硼磁体进行磷化处理：将预处理后的钕铁硼磁体浸入磷化液中，在预处理后的钕铁硼磁体表面形成磷化膜层；
(3)将磷化处理后的钕铁硼磁体表面喷涂耐腐蚀涂层：耐腐蚀涂层的厚度为5～20μm，耐腐蚀涂层的成分及配比(体积比)为：耐腐蚀涂料∶稀释剂为1∶3，稀释剂为丁醇；
(4)将喷涂后的钕铁硼磁体进行预固化：在温度为130℃条件下干燥25分钟；
(5)将预固化后的钕铁硼磁体进行固化：在温度为210℃条件下干燥40分钟；
(6)将固化处理后的钕铁硼磁体进行物理气相沉积处理：物理气相沉积处理过程中采用氮化钛膜，靶功率为800W，气压为0.2Pa，沉积膜的厚度为10～15μm。
上述具体实施例中，按照GB/T 10125-1997规定分别对固化处理后的钕铁硼磁体和气相沉积处理后的钕铁硼磁体进行耐中性盐雾试验测试，固化处理后的钕铁硼磁体的经受时间为48小时，而气相沉积处理后的钕铁硼磁体的经受时间为312小时。
实施例六：一种钕铁硼磁体的表面复合防护方法，包括以下步骤：
(1)将具有圆孔结构的钕铁硼磁体进行预处理：除油→除锈→活化；
(2)将预处理后的钕铁硼磁体进行电镀处理：在钕铁硼磁体表面电镀镍，电镀的镀层厚度为5～25μm，电镀温度为50℃，其中电镀镍采用硫酸镍溶液，硫酸镍溶液主要由浓度为330g/l的硫酸镍、浓度为50g/l的氯化镍、浓度为40g/l的硼酸、浓度为0.08g/l的十二烷基硫酸钠和水组成，硫酸镍溶液的PH为3.8；
(3)将电镀处理后的钕铁硼磁体表面喷涂耐腐蚀涂层：耐腐蚀涂层的厚度为5～20μm，耐腐蚀涂层的成分及配比(体积比)为：耐腐蚀涂料∶稀释剂为1∶9，稀释剂为乙醇、丙酮、丁酮和乙酸乙酯的混合物；
(4)将喷涂后的钕铁硼磁体进行预固化：在温度为110℃条件下干燥30分钟；
(5)将预固化后的钕铁硼磁体进行固化：在温度为190℃条件下干燥50分钟；
(6)将固化处理后的钕铁硼磁体进行化学气相沉积处理：化学气相沉积处理过程中采用聚氯代对二甲苯膜，沉积膜的厚度为10～15μm。
上述具体实施例中，按照GB/T 10125-1997规定分别对固化处理后的钕铁硼磁体和气相沉积处理后的钕铁硼磁体进行耐中性盐雾试验测试，固化处理后的钕铁硼磁体的经受时间为96小时，而气相沉积处理后的钕铁硼磁体的经受时间为360小时。
实施例七：一种钕铁硼磁体的表面复合防护方法，包括以下步骤：
(1)将具有圆孔结构的钕铁硼磁体进行预处理：除油→除锈→封闭；
(2)将预处理后的钕铁硼磁体进行磷化处理：将预处理后的钕铁硼磁体浸入磷化液中，在预处理后的钕铁硼磁体表面形成磷化膜层；
(3)将磷化处理后的钕铁硼磁体表面喷涂耐腐蚀涂层：耐腐蚀涂层的厚度为8～40μm，耐腐蚀涂层的成分及配比(体积比)为：耐腐蚀涂料∶稀释剂为1∶5，稀释剂为丁醇和乙醇的混合物；
(4)将喷涂后的钕铁硼磁体进行预固化：在温度为150℃条件下干燥25分钟；
(5)将预固化后的钕铁硼磁体进行固化：在温度为220℃条件下干燥30分钟；
(6)将固化处理后的钕铁硼磁体进行物理气相沉积处理：物理气相沉积处理过程中采用铬膜，靶功率为1000W，气压为1.0Pa，沉积膜的厚度为10～15μm。
上述具体实施例中，按照GB/T 10125-1997规定分别对固化处理后的钕铁硼磁体和气相沉积处理后的钕铁硼磁体进行耐中性盐雾试验测试，固化处理后的钕铁硼磁体的经受时间为96小时，而气相沉积处理后的钕铁硼磁体的经受时间为396小时。
实施例八：一种钕铁硼磁体的表面复合防护方法，包括以下步骤：
(1)将具有圆孔结构的钕铁硼磁体进行预处理：除油→除锈→活化；
(2)将预处理后的钕铁硼磁体进行电镀处理：在钕铁硼磁体表面电镀镍，电镀的镀层厚度为6～30μm，电镀温度为50℃，其中电镀镍采用硫酸镍溶液，硫酸镍溶液主要由浓度为330g/l的硫酸镍、浓度为50g/l的氯化镍、浓度为40g/l的硼酸、浓度为0.08g/l的十二烷基硫酸钠和水组成，硫酸镍溶液的PH为3.8；
(3)将电镀处理后的钕铁硼磁体表面喷涂耐腐蚀涂层：耐腐蚀涂层的厚度为5～20μm，耐腐蚀涂层的成分及配比(体积比)为：耐腐蚀涂料∶稀释剂为1∶9，稀释剂为乙醇和丙酮的混合物；
(4)将喷涂后的钕铁硼磁体进行预固化：在温度为100℃条件下干燥30分钟；
(5)将预固化后的钕铁硼磁体进行固化：在温度为180℃条件下干燥60分钟；
(6)将固化处理后的钕铁硼磁体进行物理气相沉积处理：物理气相沉积处理过程中采用铝膜，靶功率为500W，气压为0.2Pa，沉积膜的厚度为8～12μm。
上述具体实施例中，按照GB/T 10125-1997规定分别对固化处理后的钕铁硼磁体和气相沉积处理后的钕铁硼磁体进行耐中性盐雾试验测试，固化处理后的钕铁硼磁体的经受时间为72小时，而气相沉积处理后的钕铁硼磁体的经受时间为360小时。
本发明中，电镀处理过程也可以是电镀镍、电镀锌和电镀铜中至少两种的复合；耐腐蚀涂料可以使用Everlube公司生产的型号为Everlube 10047、Everlube 6155和Everlube 1221的涂料，也可以使用具有相同功能的其他涂料；稀释剂还可以使用除上述实施例中涉及的丁醇、乙醇、丁酮、丙酮、乙酸乙酯和乙酸丁酯之外的其他醇类化合物、酮类化合物、酯类化合物或者它们的混合物；物理气相沉积处理过程中可以采用铝膜、铬膜、氮化钛膜或者具有相同功能的其他镀膜；化学气相沉积处理过程中可以采用聚对二甲苯膜、聚氯代对二甲苯膜或者聚对二甲苯的其他衍生物膜。
Claims (9)
1.一种钕铁硼磁体的表面复合防护方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将具有圆孔结构的钕铁硼磁体进行预处理；
(2)将预处理后的钕铁硼磁体进行电镀或者磷化处理；
(3)将电镀或者磷化处理后的钕铁硼磁体表面喷涂耐腐蚀涂层；
(4)将喷涂后的钕铁硼磁体进行预固化，温度100℃～150℃，时间20～30分钟；
(5)将预固化后的钕铁硼磁体进行固化，温度180℃～220℃，时间20～60分钟；
(6)将固化后的钕铁硼磁体进行气相沉积处理。
2.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体的表面复合防护方法，其特征在于所述的步骤(1)中的预处理为除油→除锈→活化或者封闭。
3.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体的表面复合防护方法，其特征在于所述的步骤(3)中耐腐蚀涂层的成分及配比(体积比)为：耐腐蚀涂料∶稀释剂为1∶10～1∶3，所述的耐腐蚀涂层的厚度为5～40μm。
4.根据权利要求3所述的一种钕铁硼磁体的表面复合防护方法，其特征在于所述的稀释剂为酮类化合物、醇类化合物和酯类化合物中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的一种钕铁硼磁体的表面复合防护方法，其特征在于所述的稀释剂为丁醇、乙醇、丁酮、丙酮、乙酸乙酯和乙酸丁酯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体的表面复合防护方法，其特征在于所述的步骤(6)中的气相沉积处理为物理气相沉积处理，所述的物理沉积处理过程中的靶功率为300～1500W，气压为0.2～1.0Pa，物理气相沉积膜的厚度为3～15um。
7.根据权利要求6所述的一种钕铁硼磁体的表面复合防护方法，其特征在于所述的物理沉积处理过程中采用铝膜、铬膜或者氮化钛膜。
8.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体的表面复合防护方法，其特征在于所述的步骤(6)中的气相沉积处理为化学气相沉积处理，所述的化学气相沉积膜的厚度为5～20um。
9.根据权利要求8所述的一种钕铁硼磁体的表面复合防护方法，其特征在于所述的化学气相沉积处理过程中采用聚对二甲苯膜或者聚对二甲苯衍生物膜。
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