CN102605361B - 一种烧结钕铁硼磁性材料的表面处理方法 - Google Patents

一种烧结钕铁硼磁性材料的表面处理方法 Download PDF

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一种烧结钕铁硼磁性材料的表面处理方法，它通过改进磷化后钝化处理工艺来改进磁体的耐腐蚀特性。它的工艺步骤包括倒角磨光、脱脂除油、酸洗除锈、表面活化调整、常温磷化处理工序，以及后钝化处理工序。后钝化处理工序包括：将磷化好的产品放入熔融状态的硬脂酸类衍生物和环氧树脂的混合溶液中进行浸渍，然后对产品进行表面喷丸处理。根据本发明方法所得到的保护膜结合力强，表面均匀，耐腐蚀特性得到了显著的改善，同时磷化品的高温减磁水平与黑片相当。

Description

一种烧结钕铁硼磁性材料的表面处理方法
技术领域
本发明涉及一种烧结钕铁硼磁性材料的表面处理方法，特别是涉及一种采用后钝化处理工艺进一步提高经过磷化处理后的烧结钕铁硼磁性材料的耐腐蚀性的表面处理方法。
技术背景
烧结NdFeB永磁材料是通过粉末冶金烧结成型的产品，孔隙率高、表面状态不佳。Nd标准电极电位比铁还要负，在潮湿的空气中极易被氧化，并且与空气中的酸性物质发生强烈反应而腐蚀，形成钕的氧化物和氢化物而导致材料粉化；同时富Nd相比主相Nd2Fe14B的电负性更负，两者之间构成原电池效应，形成电化学腐蚀，严重影响了材料的磁性能，因此钕铁硼材料的防腐问题一直是需要解决的主要问题。目前烧结钕铁硼材料的表面防护处理主要有金属镀层、聚合物镀层、转化膜层和复合涂镀层。出于对材料成本、性能等的考虑，在烧结NdFeB材料中越来越多的使用磷化处理工艺。磷化膜一般是作为短期防锈使用，但目前对于产品磷化膜的耐腐蚀特性提出了越来越高的要求。
目前所广泛采用的烧结磁体常温磷化膜较薄，其膜重在0.2～4.5g/m2之间，并且这种常温磷化膜孔隙率较高，耐蚀性不太理想。为了提高薄型磷化膜的耐蚀能力，一般是进行一道钝化后处理。出于环境保护的考虑，六价铬后钝化处理是严格禁止的。现在发展起来的三价铬后钝化处理以及无铬(钼酸盐、钛盐和亚锡盐等)后处理，但其对磷化后烧结稀土磁体耐蚀性能的进一步提高非常有限。申请号为00808045.3的中国专利申请给出了一种磷化金属的后钝化处理工艺，将其应用于烧结钕铁硼磁体的常温磷化品时，耐蚀性几乎无提高，高温减磁反而显著增大。具体数据可参加表1。
表1
从目前已有烧结钕铁硼磁体的磷化技术水平来看，耐蚀性好的磷化品，其高温减磁通常也较大。磷化品不可能超越基材的高温减磁水平，与黑片高温减磁水平相当是磷化品的最好水平。
发明内容
本发明目的是提供一种改进磷化后钝化处理工艺的烧结钕铁硼磁性材料的表面处理方法，所得到的保护膜结合力强，表面均匀，耐腐蚀特性得到了显著的改善，同时磷化品的高温减磁水平与黑片相当。
本发明的烧结钕铁硼磁性材料的表面处理方法，其包括倒角磨光、脱脂除油、酸洗除锈、表面活化调整、常温磷化处理工序，其特征在于：它还包括在常温磷化处理工序之后的后钝化处理工序。
优选地，所述的后钝化处理工序包括：首先将磷化好的产品放入熔融状态的硬脂酸类衍生物和环氧树脂的混合溶液中进行浸渍，然后对产品进行表面喷丸处理。
优选地，所述的硬脂酸类衍生物和环氧树脂的混合溶液的比例为：6～8∶4～2。
优选地，所述的浸渍在温度为120～160℃下进行，浸渍时间为0.5～3分钟。
优选地，所述的喷丸处理工艺采用的是莫氏硬度为6～8，粒度范围为60～180目的磨料，压缩空气压力范围为0.2～0.8MPa，喷丸时间为5～15分钟。
优选地，所述的磨料可以是金刚砂、氧化铝、碳化硅等。
采用本发明的烧结钕铁硼磁性材料的表面处理方法，通过改进磷化后钝化处理工艺，所得到的保护膜结合力强，表面均匀，耐腐蚀特性得到了显著的改善，同时磷化品的高温减磁水平与黑片相当。
具体实施方式
下面具体描述本烧结钕铁硼磁性材料的表面处理方法的具体实施方式。
本技术方案的工艺流程主要包括倒角磨光-脱脂除油-酸洗除锈-表面活化调整-常温磷化-后处理。其中倒角磨光-脱脂除油-酸洗除锈-表面活化调整-常温磷化都采用的是本领域的常规手段。如可以采用如下的具体方式进行：将不同规格的烧结NdFeB材料与磨料置于研磨机中进行研磨；然后将倒角磨光的产品放入除油液中超声清洗一段时间，直至材料表面油污除净，均匀润湿；随后采用稀硝酸溶液进行酸洗除锈，至材料表面细致均匀，有银白色金属光泽；然后采用0.1％胶钛做表面调整剂，常温浸渍60～90秒；最后进行常温锌系磷化，在产品表面形成一层磷化膜，随后进行去离子水水洗，酒精脱水烘干。最后将磷化好的产品放入钝化液中进行后钝化处理。
后钝化处理工序的主要内容是：将磷化好的产品放入熔融状态的硬脂酸类衍生物(如硬脂酸锌、硬脂酸铝、硬脂酸钙等)和环氧树脂的混合溶液中——即钝化液中浸渍，其中硬脂酸衍生物与环氧树脂的比例为：6～8∶4～2，温度为120～160℃，时间为0.5～3分钟。然后对其进行表面喷丸处理，表面喷丸工艺采用的是莫氏硬度为6～8的磨料，如金刚砂、氧化铝、碳化硅等，其粒度范围为60～180目，压缩空气压力范围为0.2～0.8MPa，喷丸时间为5～15分钟。
对比例：
将规格为26×18×1.2mm的烧结NdFeB黑片与磨料置于研磨机中进行研磨；然后将倒角磨光的产品放入除油液中超声清洗3分钟，直至材料表面油污除净，均匀润湿；随后采用(3％稀硝酸+缓蚀剂)的混合溶液进行酸洗除锈30秒，至材料表面细致均匀，有银白色金属光泽；然后采用0.1％胶钛做表面调整剂，常温浸渍60秒；最后在锌系磷化液中常温浸渍10分钟，在产品表面形成一层磷化膜，随后进行去离子水水洗，酒精脱水烘干。
实施例1：
将对比例中的样品放入熔融状态的60％硬脂酸锌和40％环氧树脂的混合溶液中浸渍0.5分钟，温度为120℃。然后对其表面进行喷丸处理，所采用的工艺为莫氏硬度为6、粒度为60目的金刚砂磨料，压缩空气压力为0.2MPa，时间持续为5分钟。得到了烧结NdFeB磁体的最终产品，考察其高温减磁以及耐蚀性水平，结果如表2所示。
实施例2：
将对比例中的样品放入熔融状态的70％硬脂酸铝和30％环氧树脂的混合溶液中浸渍3分钟，温度为160℃。然后对其表面进行喷丸处理，所采用的工艺为莫氏硬度为8、粒度为180目的氧化铝磨料，压缩空气压力为0.8MPa，时间持续为15分钟。得到了烧结NdFeB磁体的最终产品，考察其高温减磁以及耐蚀性水平，结果如表2所示。
实施例3：
将对比例中的样品放入熔融状态的80％硬脂酸钙和20％环氧树脂的混合溶液中浸渍1.5分钟，温度为140℃。然后对其表面进行喷丸处理，所采用的工艺为莫氏硬度为7、粒度为120目的碳化硅磨料，压缩空气压力为0.6MPa，时间持续为10分钟。得到了烧结NdFeB磁体的最终产品，考察其高温减磁以及耐蚀性水平，结果如表2所示。
实施例4：
将对比例中的样品放入熔融状态的65％硬脂酸锌和35％环氧树脂的混合溶液中浸渍2分钟，温度为130℃。然后对其表面进行喷丸处理，所采用的工艺为莫氏硬度为6.5、粒度为90目的金刚砂磨料，压缩空气压力为0.4MPa，时间持续为8分钟。得到了烧结NdFeB磁体的最终产品，考察其高温减磁以及耐蚀性水平，结果如表2所示。
实施例5：
将对比例中的样品放入熔融状态的75％硬脂酸铝和25％环氧树脂的混合溶液中浸渍1分钟，温度为150℃。然后对其表面进行喷丸处理，所采用的工艺为莫氏硬度为7.5、粒度为150目的氧化铝磨料，压缩空气压力为0.3MPa，时间持续为12分钟。得到了烧结NdFeB磁体的最终产品，考察其高温减磁以及耐蚀性水平，结果如表2所示。
实施例6：
将对比例中的样品放入熔融状态的60％硬脂酸钙和40％环氧树脂的混合溶液中浸渍1分钟，温度为135℃。然后对其表面进行喷丸处理，所采用的工艺为莫氏硬度为8、粒度为120目的碳化硅磨料，压缩空气压力为0.5MPa，时间持续为9分钟。得到了烧结NdFeB磁体的最终产品，考察其高温减磁以及耐蚀性水平，结果如表2所示。
表2
由表2可以看到，采用本发明的方法，磁体的耐腐蚀特性得到了显著的改善，同时磷化品的高温减磁水平与黑片相当。
需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims (5)

1.一种烧结钕铁硼磁性材料的表面处理方法，其包括倒角磨光、脱脂除油、酸洗除锈、表面活化调整、常温磷化处理工序，其特征在于：它还包括在常温磷化工序之后的后钝化处理工序，所述的后钝化处理工序包括：首先将磷化好的产品放入熔融状态的硬脂酸类衍生物和环氧树脂的混合溶液中进行浸渍，然后对产品进行表面喷丸处理。
2.一种如权利要求1所述的烧结钕铁硼磁性材料的表面处理方法，其特征在于：所述的硬脂酸类衍生物和环氧树脂的混合溶液的比例为：6～8∶4～2。
3.一种如权利要求1所述的烧结钕铁硼磁性材料的表面处理方法，其特征在于：所述的浸渍在温度为120～160℃下进行，浸渍时间为0.5～3分钟。
4.一种如权利要求1所述的烧结钕铁硼磁性材料的表面处理方法，其特征在于：所述的喷丸处理工艺采用的是莫氏硬度为6～8，粒度范围为60～180目的磨料，压缩空气压力范围为0.2～0.8MPa，喷丸时间为5～15分钟。
5.一种如权利要求4所述的烧结钕铁硼磁性材料的表面处理方法，其特征在于：所述磨料是金刚砂、氧化铝、碳化硅。
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