CN103757623A

CN103757623A - 钛酸盐处理液、永磁材料的表面处理方法和永磁材料

Info

Publication number: CN103757623A
Application number: CN201110460046.8A
Authority: CN
Inventors: 白晓刚; 潘广麾
Original assignee: Beijing Zhong Ke San Huan High Tech Co Ltd; Tianjin San Huan Lucky New Materials Inc
Current assignee: Beijing Zhong Ke San Huan High Tech Co Ltd; Tianjin San Huan Lucky New Materials Inc
Priority date: 2011-12-31
Filing date: 2011-12-31
Publication date: 2014-04-30

Abstract

本发明提供一种钛酸盐处理液、永磁材料的表面处理方法和永磁材料。该钛酸盐处理液含有0.5～5克/升的钛酸、5～10克/升的氟硅酸、5～10克/升的氟化钠和/或氟化钾、0.5～3克/升的双氧水和/或过硫酸钠和/或硝酸铈。本发明的钛酸盐处理液不含会对环境造成污染的磷，并且用本发明的表面处理方法处理后的永磁材料具有良好的防腐蚀性能。

Description

钛酸盐处理液、永磁材料的表面处理方法和永磁材料

技术领域

本发明涉及一种钛酸盐处理液、使用该钛酸盐处理液的永磁材料表面处理方法，以及经该表面处理方法处理过的永磁材料。

背景技术

近年来钕铁硼(NdFeB)永磁材料的应用和发展十分迅速，对钕铁硼永磁材料的有效防护是关系到钕铁硼永磁材料推广应用的关键技术之一。钕铁硼永磁材料主要是由稀土金属钕、铁和硼等元素通过粉末冶金工艺制备而成。作为目前磁性最强的材料，钕铁硼永磁材料已经广泛应用于电镀器件、机械、医疗、汽车等诸领域，应用前景十分广阔。

钕铁硼永磁材料应用的前提是首先要解决好钕铁硼永磁材料的防腐问题。作为一种通过粉末冶金工艺制备而成的多孔材料，钕铁硼永磁材料由于富钕相存在于钕铁硼主相晶界而很容易发生晶间腐蚀。钕铁硼粉末合金中的稀土元素钕性质活泼，使整个钕铁硼合金的耐蚀性能变得很差，在湿热的环境中极易生锈腐蚀，因腐蚀失效造成磁性能的下降或损坏，严重影响了钕铁硼永磁体的使用寿命，降低了产品的稳定性和可靠性。钕铁硼永磁材料的磁性能与其组织结构有很大的关系。钕铁硼永磁体的主相是磁体磁性能的主要来源。对矫顽力贡献最大的是富钕相。当钕铁硼永磁材料发生腐蚀以后，材料的磁性能将大大地被削弱。因此，钕铁硼永磁材料的防腐问题一直是钕铁硼永磁材料需要解决的主要问题之一。

目前钕铁硼永磁材料的防腐方法有很多。其中有电镀镍、电镀锌(CN1421547A、CN1056133A)、电镀多层镍、镀铜(CN1514889A)、磷化(200510020633X)、钝化(CN101613859)、电泳漆等多种方法。

其中，CN101613859公开了一种用于钕铁硼磁性材料表面处理的钝化剂，其中，亚硝酸盐为0.01～30％、氨类物质为0.01～30％、a-苯甲酸盐为0.01～4％、磷酸盐和聚磷酸盐为0.004～4％、钼酸盐为0.01～10％，余量为水。利用该钝化剂进行了防腐蚀处理的钕铁硼永磁材料，盐雾试验的抗蚀寿命为0.2～9小时左右。

但是，因为上述钝化剂含磷，因而可能对环境造成破坏。此外，也希望进一步提高钕铁硼永磁材料的防腐蚀性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于永磁材料表面处理的处理液，该处理液不含磷，并且使用该处理液处理后的永磁材料具有更高的防腐性能。

为了实现上述目的，本发明提供一种钛酸盐处理液，其特征在于，所述钛酸盐处理液含有主成膜剂、成膜促进剂、成膜配位剂和氧化剂。

为了实现上述目的，本发明还提供一种永磁材料的表面处理方法，所述表面处理方法包括如下步骤：对所述永磁进行预处理；用本发明的上述钛酸盐处理液对预处理后的永磁材料进行钛酸盐处理；对钛酸盐处理后的永磁材料进行水洗和干燥。

为了实现上述目的，本发明还提供一种永磁材料，所述永磁材料的表面经本发明的上述表面处理方法处理过。

本发明的钛酸盐处理液不含会对环境造成污染的磷。本发明的表面处理方法处理步骤少，不包括表调工序。用本发明的表面处理方法处理后的永磁材料具有良好的防腐蚀性能。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

先将尺寸为

(外径×内径×厚度)的烧结钕铁硼永磁材料2.3公斤进行预处理，具体步骤为：在振磨机中振磨2小时，然后用碱性溶液(磷酸钠20g/升、碳酸钠10g/升和氢氧化钠10g/升)脱脂除油，随后在1％硝酸中酸洗除去表面氧化物，最后水洗。将预处理后的钕铁硼永磁材料进行钛酸盐处理，时间为30分钟。将钛酸盐处理后的材料进行水洗和吹干。所述钛酸盐处理使用由作为主成膜剂的钛酸0.5克、作为成膜促进剂的氟硅酸5克、作为成膜配位剂的氟化钠10克和作为氧化剂的双氧水1克在1升水中配成的处理液。处理后的钕铁硼永磁材料表面形成的涂层中各个元素质量百分比为：铁60％、氧25％、钛8％、硅4％，其余为钠和钕。所述涂层呈彩色。防腐蚀性能参见表1。

实施例2

先将尺寸为的烧结钕铁硼永磁材料2.3公斤进行预处理，具体步骤为：在振磨机中振磨2小时，然后用碱性溶液(磷酸钠20g/升、碳酸钠10g/升和氢氧化钠10g/升)脱脂除油，随后在1％硝酸中酸洗除去表面氧化物，最后水洗。将预处理后的钕铁硼永磁材料进行钛酸盐处理，时间为30分钟。将钛酸盐处理后的材料进行水洗和吹干。所述钛酸盐处理使用由作为主成膜剂的钛酸5克、作为成膜促进剂的氟硅酸5克、作为成膜配位剂的氟化钾10克和作为氧化剂的过硫酸钠3克在1升水中配成的处理液。处理后的钕铁硼永磁材料表面形成的涂层中各个元素质量百分比为：铁75％、氧15％、钛含量5％、硅含量1％，其余为钾、钠和钕。所述涂层呈彩色。防腐蚀性能参见表1。

实施例3

先将尺寸为

的烧结钕铁硼永磁材料2.3公斤进行预处理，具体步骤为：在振磨机中振磨2小时，然后用碱性溶液(磷酸钠20g/升、碳酸钠10g/升和氢氧化钠10g/升)脱脂除油，随后在1％硝酸中酸洗除去表面氧化物，最后水洗。将预处理后的钕铁硼永磁材料进行钛酸盐处理，时间为30分钟。将钛酸盐处理后的材料进行水洗和吹干。所述钛酸盐处理使用由作为主成膜剂的钛酸2.5克、作为成膜促进剂的氟硅酸10克、作为成膜配位剂的氟化钠3.0克和氟化钾2.3克以及作为氧化剂的硝酸铈2克在1升水中配成的处理液。处理后的钕铁硼永磁材料表面形成的涂层中各个元素质量百分比为：铁70％、氧25％、钛7％、硅2.6％，其余为钠、钕和钾。所述涂层呈彩色。防腐蚀性能参见表1。

实施例4

先将尺寸为的烧结钕铁硼永磁材料2.3公斤进行预处理，具体步骤为：在振磨机中振磨2小时，然后用碱性溶液(磷酸钠20g/升、碳酸钠10g/升和氢氧化钠10g/升)脱脂除油，随后在1％硝酸中酸洗除去表面氧化物，最后水洗。将预处理后的钕铁硼永磁材料进行钛酸盐处理，时间为30分钟。将钛酸盐处理后的材料进行水洗和吹干。所述钛酸盐处理使用由作为主成膜剂的钛酸1.5克、作为成膜促进剂的氟硅酸8克、作为成膜配位剂的氟化钠8克以及作为氧化剂的双氧水1克和过硫酸钠2克在1升水中配成的处理液。处理后的钕铁硼永磁材料表面形成的涂层中各个元素质量百分比为：铁60％、氧20％、钛8％、硅1.5％，其余为钠和钕。所述涂层呈彩色。防腐蚀性能参见表1。

实施例5

先将尺寸为

的烧结钕铁硼永磁材料2.3公斤进行预处理，具体步骤为：在振磨机中振磨2小时，然后用碱性溶液(磷酸钠20g/升、碳酸钠10g/升和氢氧化钠10g/升)脱脂除油，随后在1％硝酸中酸洗除去表面氧化物，最后水洗。将预处理后的钕铁硼永磁材料进行钛酸盐处理，时间为30分钟。将钛酸盐处理后的材料进行水洗和吹干。所述钛酸盐处理使用由作为主成膜剂的钛酸0.5克、作为成膜促进剂的氟硅酸5克、作为成膜配位剂的氟化钠3克和氟化钾2.5克以及作为氧化剂的过硫酸钠0.5克和硝酸铈1克配成的处理液。处理后的钕铁硼永磁材料表面形成的涂层中各个元素质量百分比为：铁73％、氧18％、钛6％、硅2％，其余为钾、钠、钕及其它稀土元素。所述涂层呈彩色。防腐蚀性能参见表1。

实施例6

先将尺寸为

的烧结钕铁硼永磁材料2.3公斤进行预处理，具体步骤为：在振磨机中振磨2小时，用碱性溶液(磷酸钠20g/升、碳酸钠10g/升和氢氧化钠10g/升)脱脂除油，随后在1％硝酸中酸洗除去表面氧化物，最后水洗。将预处理后的钕铁硼永磁材料进行钛酸盐处理，时间为30分钟。将钛酸盐处理后的材料进行水洗和吹干。所述钛酸盐处理使用由作为主成膜剂的钛酸4.5克、作为成膜促进剂的氟硅酸6.5克、作为成膜配位剂的氟化钾10克以及作为氧化剂的双氧水1克、过硫酸钠1克和硝酸铈1克在1升水中配成的处理液。处理后的钕铁硼永磁材料表面形成的涂层中各个元素质量百分比为：铁65％、氧23％、钛7％、硅4％，其余为钾、钠和钕。所述涂层呈彩色。防腐蚀性能参见表1。

对比例1

先将尺寸为的烧结钕铁硼永磁材料2.3公斤进行预处理，具体步骤：在振磨机中磨光2小时，用碱性溶液(磷酸钠20g/升、碳酸钠10g/升和氢氧化钠10g/升)脱脂除油，随后在1％硝酸中酸洗除去表面氧化物，接着水洗、表调。将预处理后的烧结钕铁硼永磁材料采用CN101613859公开的钝化剂钝化。防腐蚀性能参见表1。

表1给出了实施例1～6和对比例1得到的永磁材料物理参数的实验数据。

表1

由表1可以看出，按照实施例1～6的方法进行表面处理后的永磁材料耐蚀性高，高温高压试验的抗蚀寿命达15小时，湿热试验(温度85℃、湿度80、相对湿度100％)的抗蚀寿命达24小时，中性盐雾试验的抗蚀寿命达8小时。

需要说明的是，尽管以上使用实施例说明了本发明，但本发明不限于实施例。本领域技术人员在本发明的精神和范围内，可对本发明进行各种修改、替换或改进。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims

1.一种钛酸盐处理液，其特征在于，所述钛酸盐处理液含有主成膜剂、成膜促进剂、成膜配位剂和氧化剂。

2.根据权利要求1所述的钛酸盐处理液，其特征在于，所述主成膜剂是钛酸，其在所述钛酸盐处理液中的含量为0.5～5克/升。

3.根据权利要求1所述的钛酸盐处理液，其特征在于，所述成膜促进剂是氟硅酸，其在所述钛酸盐处理液中的含量为5～10克/升。

4.根据权利要求1所述的钛酸盐处理液，其特征在于，所述成膜配位剂是氟化钠和氟化钾中的一种或两种，所述成膜配位剂在所述钛酸盐处理液中的含量为5～10克/升。

5.根据权利要求1所述的钛酸盐处理液，其特征在于，所述氧化剂是双氧水、过硫酸钠和硝酸铈中的一种或多种，所述氧化剂在所述钛酸盐处理液中的含量为0.5～3克/升。

6.一种永磁材料的表面处理方法，其特征在于，所述表面处理方法包括如下步骤：

对所述永磁进行预处理；

用根据权利要求1～5任一项所述的钛酸盐处理液对预处理后的永磁材料进行钛酸盐处理；

对钛酸盐处理后的永磁材料进行水洗和干燥。

7.根据权利要求6所述的表面处理方法，其特征在于，所述预处理包括如下步骤中的一个或多个：

对所述永磁材料的表面进行磨光；

对所述永磁材料进行脱脂除油；

对所述永磁材料进行酸洗除锈。

8.根据权利要求6所述的表面处理方法，其特征在于，所述永磁材料为烧结钕铁硼永磁材料或粘结钕铁硼永磁材料。

9.一种永磁材料，其特征在于，所述永磁材料的表面经权利要求6～8中任一项所述的表面处理方法处理过。

10.根据权利要求9所述的永磁材料，其特征在于，所述永磁材料表面的元素组成质量百分比如下：铁60～75％、氧15～25％、钛5～8％、硅1～4％。