CN103060803B - 一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法，该方法包括以下步骤：一、将钕铁硼永磁体进行表面预处理；二、将钕铁硼永磁体置于转化处理液中进行转化处理，在钕铁硼永磁体的表面得到钇转化膜；三、置于封孔液中进行封孔处理；四、置于活化液中进行活化处理；五、置于化学镀液中进行化学镀处理，最终在钕铁硼永磁体表面得到钇/镍钇磷复合涂层。本发明制备工艺简单，工艺参数易控，转化处理液和化学镀液的使用寿命长，处理成本低，维护简便，便于生产，应用前景广泛。采用本发明制备的钇/镍钇磷复合涂层与钕铁硼永磁体的结合性能优良，并且能够显著提高钕铁硼永磁体的耐腐蚀性能。

Description

一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法

技术领域

本发明属于金属材料表面化学处理技术领域，具体涉及一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法。

背景技术

钕铁硼系稀土永磁材料自1983年发明以来，其化学组成和制造工艺不断完善和改进，使得钕铁硼永磁材料和器件不断发展。与其他永磁材料相比，钕铁硼永磁体具有高剩磁、高磁能积、高矫顽力、制备成本低等特点，广泛应用于计算机磁盘驱动器、音圈电机（VCM）、核磁共振成像仪、磁悬浮车辆系统、磁分离技术、风力发电机、电声器件、电池驱动工具、手机、水处理及污水净化等领域。但是，钕铁硼永磁体的耐蚀性差，导致其磁性能下降，严重影响了在工业中的广泛应用。

文献1（H.Nakamura,A.Fukuno,T.Yoneyama.Proc10^th Int Workshop onRare-Earth Magnets and Their Applicalions,1989,412(6):315-317）提出烧结钕铁硼材料中富钕晶界相电位低于基体相Nd₂Fe₁₄B和富硼相Nd_1+ζFe₄B₄相，在原电池中成为阳极，而主相则成为原电池的阴极。另外，富钕相的相对含量较基体相就少得多，局部腐蚀电池具有“小阳极大阴极”的特点，所以富钕相的腐蚀电流密度较大，使得Nd₂Fe₁₄B相晶界加速腐蚀，致使材料在腐蚀介质中表现为晶间腐蚀。

文献2（刘卫强,岳明,张久兴等.烧结NdFeB永磁合金本征腐蚀特性研究进展.粉末冶金技术,2006,24(3):195-198）提出了NdFeB永磁体的腐蚀主要发生在以下3种环境中:(1)暖湿的气流，(2)电化学环境，(3)长时间的高温环境(>250℃)。一般而言,当磁体处于室温和干燥环境(<15%RH)中,氧化腐蚀过程十分缓慢,化学稳定性较好。但是当NdFeB磁体处于干燥高温(>250℃)或电化学环境中,就会发生明显的腐蚀过程。其中富Nd相会首先转变为Nd₂O₃,随后还会逐步发生主相Nd₂Fe₁₄B氧化分解成Fe和Nd₂O₃,进一步氧化生成Fe₂O₃。永磁体在干燥的氧化环境下，形成的腐蚀产物薄膜使其与环境分隔开，阻止永磁体进一步氧化。而在潮湿的环境下生成的氢氧化物或其他含氢化合物则起不到这种保护作用。因此，采取相应的措施阻止或抑制永磁体在上述环境中的腐蚀，是亟需解决的重要问题。

文献3（袁学韬,赵晴.NdFeB永磁材料防腐蚀进展.表面技术,2004,33(4):10-12,25）中指出可以通过在永磁体中添加合金元素的方法来提高其耐蚀性。烧结磁体内加入Nb、Ta、V、Ti、Al、Co、Mo、Dy、Cu等元素的1或2种使之在晶界上偏析，减少晶界上的富钕相，从而提高晶界的耐氧化腐蚀性能。例如，钒元素在晶界形成(V_1-xFe_x)₃B₂沉淀相并夹杂有Fe-V沉淀颗粒；钼元素则形成(Mo_1-xFe_x)₃B₂沉淀化合物；钴元素在富钕晶界相中形成含Co的富钕相或Nd₃Co。这些金属间化合物在晶界上的形成部分地取代了富钕晶界相,改善了富钕晶界相的耐腐蚀性差的弱点，一定程度上提高了磁体的耐腐蚀性。同时Al和Co也会取代Nd₂Fe₁₄B相中的Fe的位置,它们的取代对于主相在200℃以上的氧化腐蚀行为起到了较大的抑制作用。

文献4（莫文剑,张澜庭,陈亮等.添加Si₃N₄对烧结NdFeB的磁性能及抗腐蚀性能的影响.中国稀土学报,2007,25(5):588-591）中指出通过混粉的方式在烧结NdFeB磁体中添加Si₃N₄，可实现在磁体剩磁和最大磁能积提高的基础上,提高材料的腐蚀电位,改善永磁体的耐蚀性。

此外，还可以通过表面技术来提高钕铁硼永磁体的耐蚀性能。

文献5（袁庆龙，曹晶晶，苏志俊.烧结型NdFeB永磁体的防腐蚀研究进展.表面技术.2009,38(1):76-78,85）中指出目前主要应用金属镀层、有机涂层和复合涂层来提高钕铁硼永磁体的耐蚀性。金属镀层可采用电镀、化学镀、电泳涂覆等技术在永磁体表面获得Ni、Zn、Al、Ni-P、Ni-Fe、Cu、Cr、TiN、ZrN等金属或化合物。其中应用最为广泛的是电镀Ni及Ni合金镀层，但是镀层存在边角效应，且镀液容易在磁体内残留。化学镀Ni-P合金镀层具有良好的耐蚀性、耐磨性、硬度高、孔隙少、仿型性好等优点，但是镀层与NdFeB的结合力较差。离子镀铝层比电镀镍和锌层具有更好的保护性能和更高的使用温度。但是离子镀层表面粗糙且有缝隙,需要用玻璃小球进行喷丸处理。用于NdFeB磁体的有机涂层材料主要是树脂和有机高分子,包括环氧树脂、丙烯酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺等，也可采用这些树脂的混合物,或进一步在其中添加红丹氧化铬等防锈涂料。为了获得更好的抗腐蚀效果，可以采用以上几种涂层的组合,形成复合防护体系。

尽管对NdFeB的表面技术已有初步的研究，但是仍需开发一种既能提高NdFeB的耐蚀性，又能提高永磁体和防护涂层间结合力的表面防护技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法。该方法制备工艺简单，工艺参数易控，转化处理液和化学镀液的使用寿命长，处理成本低，维护简便，便于生产，应用前景广泛。采用该方法制备的钇/镍钇磷复合涂层与钕铁硼永磁体的结合性能优良，并且能够显著提高钕铁硼永磁体的耐腐蚀性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将钕铁硼永磁体进行表面预处理：

步骤101、将钕铁硼永磁体进行打磨处理；

步骤102、将步骤101中经打磨处理后的钕铁硼永磁体置于盛装有除油液的超声波清洗器中进行超声波辅助除油处理；

步骤103、将步骤102中经超声波辅助除油处理后的钕铁硼永磁体置于盛装有除锈液的超声波清洗器中进行超声波辅助除锈处理；

步骤104、将步骤103中经超声波辅助除锈处理后的钕铁硼永磁体置于煮沸的去离子水中进行第一阶段封孔处理；所述第一阶段封孔处理的时间为20min～25min；

步骤二、将步骤一中经表面预处理后的钕铁硼永磁体置于转化处理液中进行转化处理，在钕铁硼永磁体的表面得到钇转化膜；所述转化处理液由硝酸钇、双氧水和去离子水混合配制而成，其中硝酸钇的浓度为2g/L～10g/L，双氧水的浓度为5mL/L～12mL/L，所述双氧水中过氧化氢的质量百分含量为30%～50%；所述转化处理的温度为20℃～40℃，所述转化处理的时间为10min～30min；

步骤三、将步骤二中经转化处理后的钕铁硼永磁体置于封孔液中进行第二阶段封孔处理；所述第二阶段封孔处理的时间为20min～40min；

步骤四、将步骤三中经第二阶段封孔处理后的钕铁硼永磁体置于活化液中进行活化处理；所述活化处理的时间为5s～10s；

步骤五、将步骤四中经活化处理后的钕铁硼永磁体置于化学镀液中进行化学镀处理，最终在钕铁硼永磁体表面得到钇/镍钇磷复合涂层；所述化学镀液由硫酸镍、次亚磷酸钠、柠檬酸钠、无水乙酸钠、硫酸钇、硫脲和去离子水混合配制而成，其中硫酸镍的浓度为30g/L～50g/L，次亚磷酸钠的浓度为5g/L～10g/L，柠檬酸钠的浓度为10g/L～20g/L，无水乙酸钠的浓度为15g/L～25g/L，硫酸钇的浓度为80mg/L～100mg/L，硫脲的浓度为0.1g/L～0.2g/L；所述化学镀处理的温度为85℃～88℃，所述化学镀处理的时间为30min～100min。

上述的一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤101中所述打磨处理的具体工艺为：依次采用400#、600#、800#、1000#和1200#砂纸对所述钕铁硼永磁体进行打磨。

上述的一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤102中所述除油液由氢氧化钠、碳酸钠、焦磷酸钠、OP-10和去离子水混合配制而成，其中氢氧化钠的浓度为10g/L～15g/L，碳酸钠的浓度为45g/L～50g/L，焦磷酸钠的浓度为55g/L～65g/L，OP-10的浓度为1mL/L～2mL/L。

上述的一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤102中所述超声波辅助除油处理的温度为70℃～80℃，所述超声波辅助除油处理的时间为1min～5min。

上述的一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤103中所述除锈液由硝酸、硫脲和去离子水混合配制而成，其中硝酸的浓度为20mL/L～25mL/L，硫脲的浓度为0.1g/L～0.2g/L；所述硝酸中HNO₃的质量百分含量为65%～68%。

上述的一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤103中所述超声波辅助除锈处理的温度为20℃～50℃，所述超声波辅助除锈处理的时间为40s～60s。

上述的一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤三中所述封孔液由硅酸钠、氢氧化钠和去离子水混合配制而成，其中硅酸钠的浓度为18g/L～22g/L，氢氧化钠的浓度为25g/L～30g/L。

上述的一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤四中所述活化液为质量百分比浓度为5%～10%的盐酸。

上述的一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤五中所述化学镀液的pH值为4.5～5.5。

上述的一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤五中所述钇/镍钇磷复合涂层的厚度为12μm～38μm。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明制备工艺简单，工艺参数易控，转化处理液和化学镀液的使用寿命长，处理成本低，维护简便，便于生产；特别是生产成本低廉，使钇/镍钇磷复合涂层具有明显的优势，在钕铁硼系稀土永磁材料领域具有广阔的应用前景。

2、本发明采用转化处理与化学镀处理的复合处理工艺在钕铁硼永磁体表面制备钇/镍钇磷复合涂层，依据国家标准GB/T 9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》测得该涂层与钕铁硼永磁体的结合力评级为1级或0级，说明本发明制备的钇/镍钇磷复合涂层与钕铁硼永磁体的结合性能优良。

3、本发明首先将钕铁硼永磁体进行表面预处理，以去除钕铁硼永磁体表面的杂质及氧化物，露出洁净的钕铁硼永磁体表面；此外，钕铁硼永磁体表面疏松多孔，在除油和除锈过程中很容易渗入酸或碱，本发明采用第一阶段封孔处理不但可以去除孔隙中残留的酸或碱，还能够提高复合涂层的耐蚀性能。

4、本发明将钕铁硼永磁体浸入钇盐转化处理液中，构成电化学腐蚀微电池，钕铁硼基体发生阳极溶解反应，其表面存着的亚微结构等构成阴极性区域，发生吸氧腐蚀或析氢腐蚀，不溶性的氢氧化物首先在阴极区域析出，由于钇转化膜的形成抑制了阴极区的电化学还原反应的进行，钇的氧化物或氢氧化物不断沉积，最终在钕铁硼永磁体表面完全覆盖钇转化膜；该转化膜可室温成膜，转化时间短，而且钇转化膜能够阻碍氧的运输和电子的传递，使得作为速率控制步骤的阴极反应速度降低，从而对钕铁硼永磁体起到良好的耐蚀防护作用。

5、本发明在钕铁硼永磁体表面获得钇转化膜后，进一步进行化学镀处理，使化学镀液中的还原剂H₂PO₂ ^-在加热条件下水解放出H，或者由H₂PO₂ ^-催化脱氢产生H，Ni²⁺和Y³⁺吸收电子后立即还原成金属Ni和Y沉积在钇转化膜的表面；次磷酸根被原子H还原出P,或在催化加热的条件下发生自身氧化还原反应沉积出P，在钇转化膜表面得到镍钇磷化学镀层，最终在钕铁硼表面能够得到钇/镍钇磷复合涂层；该复合涂层能够有效地将钕铁硼永磁体和电解液隔绝，阻碍氧或氯离子向钕铁硼表面迁移，抑制了阴极反应速率，从而显著地提高了钕铁硼永磁体的耐腐蚀性能，其腐蚀电流密度仅为未经表面涂层覆盖处理的空白钕铁硼永磁体的0.2%～2.2%，说明本发明制备的钇/镍钇磷复合涂层能够对钕铁硼永磁体起到良好的耐蚀防护作用。

6、本发明对钕铁硼永磁体采用的表面预处理工艺周密并且精细，亦可用于具有较深盲孔和形状复杂的钕铁硼永磁体，制备的钇/镍钇磷复合涂层表面光洁，孔隙率低，耐腐性能优良，具有广泛的应用范围。

7、采用本发明制备的钕铁硼永磁体表面钇/镍钇磷复合涂层的厚度均匀可控，涂层厚度能够通过控制预处理工艺以及化学镀的温度和时间等因素进行调节。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的钕铁硼永磁体表面复合涂层的表面形貌SEM照片。

图2为本发明实施例1制备的钕铁硼永磁体表面复合涂层的EDS谱图。

具体实施方式

实施例1

本实施例钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法包括以下步骤：

步骤一、将尺寸为Φ15mm×3mm的钕铁硼永磁体进行表面预处理：

步骤101、依次采用400#、600#、800#、1000#和1200#砂纸对钕铁硼永磁体进行打磨处理；

步骤102、将步骤101中经打磨处理后的钕铁硼永磁体置于盛装有除油液的超声波清洗器中进行超声波辅助除油处理；所述超声波辅助除油处理的温度为75℃，所述超声波辅助除油处理的时间为3min；所述除油液由氢氧化钠、碳酸钠、焦磷酸钠、OP-10和去离子水混合配制而成，其中氢氧化钠的浓度为12g/L，碳酸钠的浓度为45g/L，焦磷酸钠的浓度为55g/L，OP-10的浓度为1mL/L；

步骤103、将步骤102中经超声波辅助除油处理后的钕铁硼永磁体置于盛装有除锈液的超声波清洗器中进行超声波辅助除锈处理；所述超声波辅助除锈处理的温度为30℃，所述超声波辅助除锈处理的时间为50s；所述除锈液由硝酸、硫脲和去离子水混合配制而成，其中硝酸的浓度为20mL/L，硫脲的浓度为0.1g/L；所述硝酸中HNO₃的质量百分含量为65%；

步骤104、将步骤103中经超声波辅助除锈处理后的钕铁硼永磁体置于煮沸的去离子水中进行第一阶段封孔处理；所述第一阶段封孔处理的时间为20min；

步骤二、将步骤一中经表面预处理后的钕铁硼永磁体置于转化处理液中进行转化处理，在钕铁硼永磁体的表面得到厚度为8μm的钇转化膜；所述转化处理液由硝酸钇、双氧水和去离子水混合配制而成，其中硝酸钇的浓度为4g/L，双氧水的浓度为6mL/L，所述双氧水中过氧化氢的质量百分含量为40%；所述转化处理的温度为20℃，所述转化处理的时间为30min；

步骤三、将步骤二中经转化处理后的钕铁硼永磁体置于封孔液中进行第二阶段封孔处理；所述第二阶段封孔处理的时间为20min；所述封孔液由硅酸钠、氢氧化钠和去离子水混合配制而成，其中硅酸钠的浓度为20g/L、氢氧化钠的浓度为25g/L；

步骤四、将步骤三中经第二阶段封孔处理后的钕铁硼永磁体置于活化液中进行活化处理；所述活化液为质量百分比浓度为5%的盐酸；所述活化处理的时间为5s；

步骤五、将步骤四中经活化处理后的钕铁硼永磁体置于化学镀液中进行化学镀处理，最终在钕铁硼永磁体表面得到钇/镍钇磷复合涂层；所述化学镀液由硫酸镍、次亚磷酸钠、柠檬酸钠、无水乙酸钠、硫酸钇、硫脲和去离子水混合配制而成，其中硫酸镍的浓度为30g/L，次亚磷酸钠的浓度为5g/L，柠檬酸钠的浓度为12g/L，无水乙酸钠的浓度为15g/L，硫酸钇的浓度为80mg/L，硫脲的浓度为0.1g/L；所述化学镀处理的温度为85℃，所述化学镀液的pH值为4.5，所述化学镀处理的时间为100min，所述钇/镍钇磷复合涂层的厚度为38μm。

采用本实施例制备的钕铁硼永磁体表面钇/镍钇磷复合涂层的表面形貌SEM照片如图1所示，由图可知该复合涂层均匀、致密且与钕铁硼永磁体的结合良好。

采用本实施例制备的钕铁硼永磁体表面钇/镍钇磷复合涂层的EDS谱图如图2所示，由图可知该复合涂层中Ni、Y、P和O四种元素的质量含量分布，其中Ni的质量百分含量为85.29%，Y的质量百分含量为4.63%，P的质量百分含量为6.77%，O的质量百分含量为3.31%。

实施例2

本实施例钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法包括以下步骤：

步骤一、将尺寸为Φ20mm×3mm的钕铁硼永磁体进行表面预处理：

步骤101、依次采用400#、600#、800#、1000#和1200#砂纸对钕铁硼永磁体进行打磨处理；

步骤102、将步骤101中经打磨处理后的钕铁硼永磁体置于盛装有除油液的超声波清洗器中进行超声波辅助除油处理；所述超声波辅助除油处理的温度为70℃，所述超声波辅助除油处理的时间为5min；所述除油液由氢氧化钠、碳酸钠、焦磷酸钠、OP-10和去离子水混合配制而成，其中氢氧化钠的浓度为15g/L，碳酸钠的浓度为50g/L，焦磷酸钠的浓度为60g/L，OP-10的浓度为1.5mL/L；

步骤103、将步骤102中经超声波辅助除油处理后的钕铁硼永磁体置于盛装有除锈液的超声波清洗器中进行超声波辅助除锈处理；所述超声波辅助除锈处理的温度为20℃，所述超声波辅助除锈处理的时间为60s；所述除锈液由硝酸、硫脲和去离子水混合配制而成，其中硝酸的浓度为22mL/L，硫脲的浓度为0.1g/L；所述硝酸中HNO₃的质量百分含量为65%；

步骤104、将步骤103中经超声波辅助除锈处理后的钕铁硼永磁体置于煮沸的去离子水中进行第一阶段封孔处理；所述第一阶段封孔处理的时间为20min；

步骤二、将步骤一中经表面预处理后的钕铁硼永磁体置于转化处理液中进行转化处理，在钕铁硼永磁体的表面得到厚度为4μm的钇转化膜；所述转化处理液由硝酸钇、双氧水和去离子水混合配制而成，其中硝酸钇的浓度为5.0g/L，双氧水的浓度为8mL/L，所述双氧水中过氧化氢的质量百分含量为50%；所述转化处理的温度为25℃，所述转化处理的时间为20min；

步骤三、将步骤二中经转化处理后的钕铁硼永磁体置于封孔液中进行第二阶段封孔处理；所述第二阶段封孔处理的时间为40min；所述封孔液由硅酸钠、氢氧化钠和去离子水混合配制而成，其中硅酸钠的浓度为20g/L、氢氧化钠的浓度为25g/L；

步骤四、将步骤三中经第二阶段封孔处理后的钕铁硼永磁体置于活化液中进行活化处理；所述活化液为质量百分比浓度为5%的盐酸；所述活化处理的时间为8s；

步骤五、将步骤四中经活化处理后的钕铁硼永磁体置于化学镀液中进行化学镀处理，最终在钕铁硼永磁体表面得到钇/镍钇磷复合涂层；所述化学镀液由硫酸镍、次亚磷酸钠、柠檬酸钠、无水乙酸钠、硫酸钇、硫脲和去离子水混合配制而成，其中硫酸镍的浓度为35g/L，次亚磷酸钠的浓度为6g/L，柠檬酸钠的浓度为15g/L，无水乙酸钠的浓度为15g/L，硫酸钇的浓度为90mg/L，硫脲的浓度为0.1g/L；所述化学镀处理的温度为85℃，所述化学镀液的pH值为4.5，所述化学镀处理的时间为70min，所述钇/镍钇磷复合涂层的厚度为26μm。

实施例3

本实施例钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法包括以下步骤：

步骤一、将尺寸为Φ20mm×5mm的钕铁硼永磁体进行表面预处理：

步骤101、依次采用400#、600#、800#、1000#和1200#砂纸对钕铁硼永磁体进行打磨处理；

步骤102、将步骤101中经打磨处理后的钕铁硼永磁体置于盛装有除油液的超声波清洗器中进行超声波辅助除油处理；所述超声波辅助除油处理的温度为70℃，所述超声波辅助除油处理的时间为5min；所述除油液由氢氧化钠、碳酸钠、焦磷酸钠、OP-10和去离子水混合配制而成，其中氢氧化钠的浓度为15g/L，碳酸钠的浓度为48g/L，焦磷酸钠的浓度为62g/L，OP-10的浓度为1.5mL/L；

步骤103、将步骤102中经超声波辅助除油处理后的钕铁硼永磁体置于盛装有除锈液的超声波清洗器中进行超声波辅助除锈处理；所述超声波辅助除锈处理的温度为45℃，所述超声波辅助除锈处理的时间为60s；所述除锈液由硝酸、硫脲和去离子水混合配制而成，其中硝酸的浓度为25mL/L，硫脲的浓度为0.2g/L；所述硝酸中HNO₃的质量百分含量为65%；

步骤104、将步骤103中经超声波辅助除锈处理后的钕铁硼永磁体置于煮沸的去离子水中进行第一阶段封孔处理；所述第一阶段封孔处理的时间为25min；

步骤二、将步骤一中经表面预处理后的钕铁硼永磁体置于转化处理液中进行转化处理，在钕铁硼永磁体的表面得到厚度为2μm的钇转化膜；所述转化处理液由硝酸钇、双氧水和去离子水混合配制而成，其中硝酸钇的浓度为10.0g/L，双氧水的浓度为10mL/L，所述双氧水中过氧化氢的质量百分含量为30%；所述转化处理的温度为25℃，所述转化处理的时间为10min；

步骤三、将步骤二中经转化处理后的钕铁硼永磁体置于封孔液中进行第二阶段封孔处理；所述第二阶段封孔处理的时间为25min；所述封孔液由硅酸钠、氢氧化钠和去离子水混合配制而成，其中硅酸钠的浓度为22g/L、氢氧化钠的浓度为30g/L；

步骤四、将步骤三中经第二阶段封孔处理后的钕铁硼永磁体置于活化液中进行活化处理；所述活化液为质量百分比浓度为10%的盐酸；所述活化处理的时间为8s；

步骤五、将步骤四中经活化处理后的钕铁硼永磁体置于化学镀液中进行化学镀处理，最终在钕铁硼永磁体表面得到钇/镍钇磷复合涂层；所述化学镀液由硫酸镍、次亚磷酸钠、柠檬酸钠、无水乙酸钠、硫酸钇、硫脲和去离子水混合配制而成，其中硫酸镍的浓度为45g/L，次亚磷酸钠的浓度为10g/L，柠檬酸钠的浓度为18g/L，无水乙酸钠的浓度为22g/L，硫酸钇的浓度为100mg/L，硫脲的浓度为0.2g/L；所述化学镀处理的温度为88℃，所述化学镀液的pH值为5.0，所述化学镀处理的时间为30min，所述钇/镍钇磷复合涂层的厚度为12μm。

实施例4

本实施例钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法包括以下步骤：

步骤一、将尺寸为Φ18mm×3mm的钕铁硼永磁体进行表面预处理：

步骤101、依次采用400#、600#、800#、1000#和1200#砂纸对钕铁硼永磁体进行打磨处理；

步骤102、将步骤101中经打磨处理后的钕铁硼永磁体置于盛装有除油液的超声波清洗器中进行超声波辅助除油处理；所述超声波辅助除油处理的温度为78℃，所述超声波辅助除油处理的时间为2min；所述除油液由氢氧化钠、碳酸钠、焦磷酸钠、OP-10和去离子水混合配制而成，其中氢氧化钠的浓度为10g/L，碳酸钠的浓度为48g/L，焦磷酸钠的浓度为65g/L，OP-10的浓度为2mL/L；

步骤103、将步骤102中经超声波辅助除油处理后的钕铁硼永磁体置于盛装有除锈液的超声波清洗器中进行超声波辅助除锈处理；所述超声波辅助除锈处理的温度为50℃，所述超声波辅助除锈处理的时间为40s；所述除锈液由硝酸、硫脲和去离子水混合配制而成，其中硝酸的浓度为22mL/L，硫脲的浓度为0.15g/L；所述硝酸中HNO₃的质量百分含量为68%；

步骤104、将步骤103中经超声波辅助除锈处理后的钕铁硼永磁体置于煮沸的去离子水中进行第一阶段封孔处理；所述第一阶段封孔处理的时间为25min；

步骤二、将步骤一中经表面预处理后的钕铁硼永磁体置于转化处理液中进行转化处理，在钕铁硼永磁体的表面得到厚度为3μm的钇转化膜；所述转化处理液由硝酸钇、双氧水和去离子水混合配制而成，其中硝酸钇的浓度为2g/L，双氧水的浓度为5mL/L，所述双氧水中过氧化氢的质量百分含量为45%；所述转化处理的温度为40℃，所述转化处理的时间为15min；

步骤三、将步骤二中经转化处理后的钕铁硼永磁体置于封孔液中进行第二阶段封孔处理；所述第二阶段封孔处理的时间为30min；所述封孔液由硅酸钠、氢氧化钠和去离子水混合配制而成，其中硅酸钠的浓度为18g/L、氢氧化钠的浓度为26g/L；

步骤四、将步骤三中经第二阶段封孔处理后的钕铁硼永磁体置于活化液中进行活化处理；所述活化液为质量百分比浓度为5%的盐酸；所述活化处理的时间为10s；

步骤五、将步骤四中经活化处理后的钕铁硼永磁体置于化学镀液中进行化学镀处理，最终在钕铁硼永磁体表面得到钇/镍钇磷复合涂层；所述化学镀液由硫酸镍、次亚磷酸钠、柠檬酸钠、无水乙酸钠、硫酸钇、硫脲和去离子水混合配制而成，其中硫酸镍的浓度为50g/L，次亚磷酸钠的浓度为8g/L，柠檬酸钠的浓度为10g/L，无水乙酸钠的浓度为15g/L，硫酸钇的浓度为80mg/L，硫脲的浓度为0.2g/L；所述化学镀处理的温度为86℃，所述化学镀液的pH值为5.5，所述化学镀处理的时间为40min，所述钇/镍钇磷复合涂层的厚度为19μm。

实施例5

本实施例钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法包括以下步骤：

步骤一、将尺寸为Φ20mm×3mm的钕铁硼永磁体进行表面预处理：

步骤101、依次采用400#、600#、800#、1000#和1200#砂纸对钕铁硼永磁体进行打磨处理；

步骤102、将步骤101中经打磨处理后的钕铁硼永磁体置于盛装有除油液的超声波清洗器中进行超声波辅助除油处理；所述超声波辅助除油处理的温度为80℃，所述超声波辅助除油处理的时间为1min；所述除油液由氢氧化钠、碳酸钠、焦磷酸钠、OP-10和去离子水混合配制而成，其中氢氧化钠的浓度为15g/L，碳酸钠的浓度为45g/L，焦磷酸钠的浓度为65g/L，OP-10的浓度为2mL/L；

步骤103、将步骤102中经超声波辅助除油处理后的钕铁硼永磁体置于盛装有除锈液的超声波清洗器中进行超声波辅助除锈处理；所述超声波辅助除锈处理的温度为20℃，所述超声波辅助除锈处理的时间为60s；所述除锈液由硝酸、硫脲和去离子水混合配制而成，其中硝酸的浓度为25mL/L，硫脲的浓度为0.1g/L；所述硝酸中HNO₃的质量百分含量为66%；

步骤104、将步骤103中经超声波辅助除锈处理后的钕铁硼永磁体置于煮沸的去离子水中进行第一阶段封孔处理；所述第一阶段封孔处理的时间为22min；

步骤二、将步骤一中经表面预处理后的钕铁硼永磁体置于转化处理液中进行转化处理，在钕铁硼永磁体的表面得到厚度为6μm的钇转化膜；所述转化处理液由硝酸钇、双氧水和去离子水混合配制而成，其中硝酸钇的浓度为8g/L，双氧水的浓度为12mL/L，所述双氧水中过氧化氢的质量百分含量为50%；所述转化处理的温度为40℃，所述转化处理的时间为25min；

步骤三、将步骤二中经转化处理后的钕铁硼永磁体置于封孔液中进行第二阶段封孔处理；所述第二阶段封孔处理的时间为25min；所述封孔液由硅酸钠、氢氧化钠和去离子水混合配制而成，其中硅酸钠的浓度为18g/L、氢氧化钠的浓度为28g/L；

步骤四、将步骤三中经第二阶段封孔处理后的钕铁硼永磁体置于活化液中进行活化处理；所述活化液为质量百分比浓度为8%的盐酸；所述活化处理的时间为10s；

步骤五、将步骤四中经活化处理后的钕铁硼永磁体置于化学镀液中进行化学镀处理，最终在钕铁硼永磁体表面得到钇/镍钇磷复合涂层；所述化学镀液由硫酸镍、次亚磷酸钠、柠檬酸钠、无水乙酸钠、硫酸钇、硫脲和去离子水混合配制而成，其中硫酸镍的浓度为36g/L，次亚磷酸钠的浓度为8g/L，柠檬酸钠的浓度为20g/L，无水乙酸钠的浓度为25g/L，硫酸钇的浓度为90mg/L，硫脲的浓度为0.15g/L；所述化学镀处理的温度为88℃，所述化学镀液的pH值为5.0，所述化学镀处理的时间为80min，所述钇/镍钇磷复合涂层的厚度为32μm。

对比例1

本对比例钕铁硼永磁体表面涂层的制备方法与实施例1相同，其中不同之处在于：略去步骤二即转化处理和步骤三即第二封孔处理的工艺过程，直接将步骤一中经表面预处理后的钕铁硼永磁体进行步骤四即活化处理，然后进行步骤五即化学镀处理，最终在钕铁硼永磁体表面得到镍钇磷涂层。

采用CHI760D电化学工作站分别对本发明实施例1至5制备的表面覆有钇/镍钇磷复合涂层的钕铁硼永磁体，对比例1制备的表面覆有镍钇磷涂层的钕铁硼永磁体，以及表面未经涂层覆盖处理的钕铁硼永磁体空白样进行电化学性能对比测试，测试的具体参数为：采用三电极体系，分别以本发明实施例1至5制备的表面覆有钇/镍钇磷复合涂层的钕铁硼永磁体、对比例1制备的表面覆有镍钇磷涂层的钕铁硼永磁体以及表面未经涂层覆盖处理的钕铁硼永磁体空白样为工作电极，均以饱和甘汞电极为参比电极，均以铂电极为辅助电极，均以质量百分比浓度为3.5%的NaCl溶液为电解液，有效检测面积均为0.5cm²，稳定时间均为15min，扫描速率均为0.01V/S，测得的电化学性能数据见表1。

表1本发明覆有钇/镍钇磷复合涂层的钕铁硼永磁体的电化学性能数据

由表1可知，采用本发明实施例1至5制备的表面覆有钇/镍钇磷复合涂层的钕铁硼永磁体的腐蚀电流密度为1.02μA/cm²～12.5μA/cm²，仅为未经表面涂层覆盖处理的钕铁硼永磁体的腐蚀电流密度的0.2%～2.2%，仅为对比例1制备的表面覆有镍钇磷涂层的钕铁硼永磁体的腐蚀电流密度的2.2%～27.4%，说明采用本发明制备的钇/镍钇磷复合涂层能够显著提高钕铁硼永磁体的耐腐蚀性能。

依据国家标准GB/T 9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》的测试要求，分别对本发明实施例1至5制备的钕铁硼永磁体表面钇/镍钇磷复合涂层，以及对比例1制备的钕铁硼永磁体表面镍钇磷涂层进行表面划格试验并进行结合性能评级，划格试验均刻划出10×10个间距均为1mm且尺寸一致的方格，划格试验结果和评级结果见表2。

表2本发明钕铁硼永磁体表面复合涂层的划格试验及评级结果

由表2可知，本发明实施例1至5制备的钕铁硼永磁体表面钇/镍钇磷复合涂层依据国家标准GB/T 9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》评级为0～1级，说明本发明制备的钇/镍钇磷复合涂层与钕铁硼永磁体的结合性能优良。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将钕铁硼永磁体进行表面预处理：

步骤101、将钕铁硼永磁体进行打磨处理；

步骤102、将步骤101中经打磨处理后的钕铁硼永磁体置于盛装有除油液的超声波清洗器中进行超声波辅助除油处理；

步骤103、将步骤102中经超声波辅助除油处理后的钕铁硼永磁体置于盛装有除锈液的超声波清洗器中进行超声波辅助除锈处理；

步骤104、将步骤103中经超声波辅助除锈处理后的钕铁硼永磁体置于煮沸的去离子水中进行第一阶段封孔处理；所述第一阶段封孔处理的时间为20min～25min；

步骤二、将步骤一中经表面预处理后的钕铁硼永磁体置于转化处理液中进行转化处理，在钕铁硼永磁体的表面得到钇转化膜；所述转化处理液由硝酸钇、双氧水和去离子水混合配制而成，其中硝酸钇的浓度为2g/L～10g/L，双氧水的浓度为5mL/L～12mL/L，所述双氧水中过氧化氢的质量百分含量为30%～50%；所述转化处理的温度为20℃～40℃，所述转化处理的时间为10min～30min；

步骤三、将步骤二中经转化处理后的钕铁硼永磁体置于封孔液中进行第二阶段封孔处理；所述第二阶段封孔处理的时间为20min～40min；

步骤四、将步骤三中经第二阶段封孔处理后的钕铁硼永磁体置于活化液中进行活化处理；所述活化处理的时间为5s～10s；

步骤五、将步骤四中经活化处理后的钕铁硼永磁体置于化学镀液中进行化学镀处理，最终在钕铁硼永磁体表面得到钇/镍钇磷复合涂层；所述化学镀液由硫酸镍、次亚磷酸钠、柠檬酸钠、无水乙酸钠、硫酸钇、硫脲和去离子水混合配制而成，其中硫酸镍的浓度为30g/L～50g/L，次亚磷酸钠的浓度为5g/L～10g/L，柠檬酸钠的浓度为10g/L～20g/L，无水乙酸钠的浓度为15g/L～25g/L，硫酸钇的浓度为80mg/L～100mg/L，硫脲的浓度为0.1g/L～0.2g/L；所述化学镀处理的温度为85℃～88℃，所述化学镀处理的时间为30min～100min。

2.根据权利要求1所述的一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤101中所述打磨处理的具体工艺为：依次采用400#、600#、800#、1000#和1200#砂纸对所述钕铁硼永磁体进行打磨。

3.根据权利要求1所述的一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤102中所述除油液由氢氧化钠、碳酸钠、焦磷酸钠、OP-10和去离子水混合配制而成，其中氢氧化钠的浓度为10g/L～15g/L，碳酸钠的浓度为45g/L～50g/L，焦磷酸钠的浓度为55g/L～65g/L，OP-10的浓度为1mL/L～2mL/L。

4.根据权利要求1所述的一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤102中所述超声波辅助除油处理的温度为70℃～80℃，所述超声波辅助除油处理的时间为1min～5min。

5.根据权利要求1所述的一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤103中所述除锈液由硝酸、硫脲和去离子水混合配制而成，其中硝酸的浓度为20mL/L～25mL/L，硫脲的浓度为0.1g/L～0.2g/L；所述硝酸中HNO₃的质量百分含量为65%～68%。

6.根据权利要求1所述的一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤103中所述超声波辅助除锈处理的温度为20℃～50℃，所述超声波辅助除锈处理的时间为40s～60s。

7.根据权利要求1所述的一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤三中所述封孔液由硅酸钠、氢氧化钠和去离子水混合配制而成，其中硅酸钠的浓度为18g/L～22g/L，氢氧化钠的浓度为25g/L～30g/L。

8.根据权利要求1所述的一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤四中所述活化液为质量百分比浓度为5%～10%的盐酸。

9.根据权利要求1所述的一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤五中所述化学镀液的pH值为4.5～5.5。

10.根据权利要求1所述的一种钕铁硼永磁体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤五中所述钇/镍钇磷复合涂层的厚度为12μm～38μm。