CN104213162A - 一种汽车用永磁材料电镀锌合金的表面处理方法 - Google Patents

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本发明提供了一种汽车用永磁材料电镀锌合金的表面处理方法，所述表面处理方法包括如下步骤：（1）倒角磨光：采用机械振磨、滚磨倒角法对永磁材料进行常规磨光；（2）脱脂除油：加入磷酸钠、碳酸钠或氢氧化钠对磨光后的永磁材料进行常规脱脂除油；（3）酸洗除锈：再加入硝酸溶液对脱脂除油后的永磁材料进行常规酸洗除锈；（4）电镀锌形成镀锌层：采用镀锌液对酸洗除锈后的永磁材料进行电镀锌打底以形成镀锌层；以及（5）电镀锌镍合金形成碱性锌镍合金电镀层：采用锌镍合金电镀镀液对已形成所述锌镀层的永磁材料进行电镀以形成碱性锌镍合金电镀层。本发明具有镀层结合力好，防腐性能高的优点。

Description

一种汽车用永磁材料电镀锌合金的表面处理方法
技术领域
本发明涉及材料的表面处理领域，尤其是涉及钕铁硼永磁材料的表面处理方法。
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，而钕铁硼永磁材料的防护成功与否关系到材料能否推广应用的关键技术之一。该材料主要是由稀土金属钕Nd、铁和硼等元素通过粉末冶金工艺制备而成。作为目前最强的磁性材料，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。作为一种粉末冶金工艺制备而成的多孔材料，因其中的富钕相，钕铁硼主相及边界相很容易形成晶间腐蚀。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发生巨大的变化。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。
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、电泳漆等多种方法。中国船舶重工集团公司第七二五研究所林福文等人申请了一种钕铁硼磁体表面电镀双层锌镍合金镀层的方法（CN200510048456），其中首先进行镀前处理；然后预镀锌镍合金；再电镀高耐蚀锌镍合金；最后进行镀后处理；预镀锌镍合金：硫酸锌150～250g/L，硫酸镍50～100g/L，硼酸20～30g/L，PH值4～7，温度25～30℃，电镀锌镍合金5～30分钟；再电镀锌镍合金表面镀层：氯化锌50～150克/升，氯化镍50～150克/升，氯化铵100～250克/升，PH3.0～5.0，温度10～50℃。其利用酸性硫酸锌镍体系，但该体系钝化处理不良，远没有碱性锌镍合金镀层均匀，细致，钝化膜性能优良。其次，其前处理复杂不适合于大批量工业生产。中国科学院金属研究所申请一种烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法（CN200810228480），其特征在于：先化学镀镍，再电镀铜，最后电镀锌镍合金；或者，先化学镀镍，然后直接电镀锌镍合金。其成本大，主要由于化学镀镍稳定性差，不易实现大批量工业生产。
本发明提供一种新型钕铁硼永磁材料一种钕铁硼永磁材料防护层进一步提高钕铁硼永磁材料的防护水平，填补了国内钕铁硼永磁材料表面处理的空白。本发明采用镀锌层打底再利用碱性锌镍防腐的方法进一步提材料防腐性能，不仅能够提高材料的防腐性能,还能进一步降低成本。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种汽车用永磁材料电镀锌合金的表面处理方法的表面处理方法，提高永磁材料的防腐性能。
根据本发明的汽车用永磁材料电镀锌合金的表面处理方法，所述表面处理方法包括如下步骤：（1）倒角磨光：采用机械振磨、滚磨倒角法对永磁材料进行常规磨光；（2）脱脂除油：加入磷酸钠、碳酸钠或氢氧化钠对磨光后的永磁材料进行常规脱脂除油；（3）酸洗除锈：再加入硝酸溶液对脱脂除油后的永磁材料进行常规酸洗除锈；（4）电镀锌形成镀锌层：采用镀锌液对酸洗除锈后的永磁材料进行电镀锌打底以形成镀锌层；以及（5）电镀锌镍合金形成碱性锌镍合金电镀层：采用锌镍合金电镀镀液对已形成所述锌镀层的永磁材料进行电镀以形成碱性锌镍合金电镀层。
其中，所述镀锌液为氯化物180-280克/升、氯化锌30-100克/升和硼酸20-50克/升；或硫酸锌300-400克/升和硼酸20-50克/升；所述锌镍合金电镀镀液包括七水合硫酸镍8～10克/升、氢氧化钠90～150克/升、氧化锌12～15克/升、安美特锌镍合金添加剂40～50克/升。
优选地，所述氯化物为氯化钾或氯化铵。
优选地，所述镀锌层的厚度为1～10微米，锌镍合金镀层3-15微米。
优选地，所述锌镍合金电镀镀液的pH为11～12。
优选地，所述锌镍合金电镀镀液在所述锌镀层表面上电镀的温度为25℃。
优选地，所述锌镍合金电镀镀液在所述锌镀层表面上电镀的时间为35～120分钟。
优选地，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。
本发明具有镀层结合力好，防腐性能高的优点。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明做进一步说明，本发明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。
实施例1
将的钕铁硼永磁材料2.3公斤先在振磨机中磨光2小时。经磷酸钠20g/升，碳酸钠10g/升，氢氧化钠10g/升脱脂除油后，在1%硝酸中酸洗除去表面氧化物，水洗3次，再经5%硫酸活化后，采用镀锌液进行电镀锌形成镀锌层，其中：镀锌液的组成为：氯化钾180克/升、氯化锌100克/升、硼酸50克/升。镀锌层的厚度为1微米。将上述预处理完的钕铁硼永磁材料放入锌镍合金电镀镀液中，锌镍合金电镀镀液的组成为七水合硫酸镍8克/升、氢氧化钠120克/升、氧化锌15克/升、安美特锌镍合金Reflectalloy添加剂40克/升（安美特锌镍合金Reflectalloy添加剂购自广州安美特得到）；pH为11，在25℃温度下，在滚桶中反应25分钟。在钕铁硼永磁材料表面形成镀层，镀层厚度3微米，经50厘米高10次跌落试验，镀层未起剥落，不起皮，结合力很好，参见表1。
实施例2
将的钕铁硼永磁材料2.5公斤按实施例1方法磨光，脱脂除油，酸洗活化。采用镀锌液进行电镀锌形成一镀锌层，其中：镀锌液的组成为：氯化铵280克/升、氯化锌35克/升，硼酸25克/升。镀锌层的厚度为5微米。将上述预处理完的钕铁硼永磁材料放入锌镍合金电镀镀液中，锌镍合金电镀镀液的组成为七水合硫酸镍8克/升、氢氧化钠150克/升、氧化锌12克/升、安美特锌镍合金Reflectalloy添加剂40克/升（安美特锌镍合金Reflectalloy添加剂购自广州安美特得到）；pH为11，在25℃温度下，在滚桶中反应120分钟。在钕铁硼永磁材料表面形成镀层，镀层厚度15微米，经50厘米高10次跌落试验，镀层未起剥落，不起皮，结合力很好，参见表1。
实施例3
将的钕铁硼永磁材料3.5公斤按实施例1方法磨光，脱脂除油，酸洗活化。采用镀锌液进行电镀锌形成一镀锌层，其中：镀锌液的组成为：硫酸锌400克/升、硼酸30克/升；镀锌层的厚度为3微米。将上述预处理完的钕铁硼永磁材料放入锌镍合金电镀镀液中，锌镍合金电镀镀液的组成为七水合硫酸镍8克/升、氢氧化钠90克/升、氧化锌12克/升、安美特锌镍合金Reflectalloy添加剂50克/升（安美特锌镍合金Reflectalloy添加剂购自广州安美特得到）；pH为12，在25℃温度下，在滚桶中反应35分钟。在钕铁硼永磁材料表面形成镀层。镀层厚度6微米，经50厘米高10次跌落试验，镀层未起剥落，不起皮，结合力很好，参见表1。
实施例4
将的钕铁硼永磁材料2.3公斤按实施例1方法磨光，脱脂除油，酸洗活化。采用镀锌液进行电镀锌形成一镀锌层，其中：镀锌液的组成为：氯化钾230克/升、氯化锌100克/升、硼酸20克/升；镀锌层的厚度为4微米。将上述预处理完的钕铁硼永磁材料放入锌镍合金电镀镀液中，锌镍合金电镀镀液的组成为七水合硫酸镍10克/升、氢氧化钠150克/升、氧化锌12克/升、安美特锌镍合金Reflectalloy添加剂45克/升（安美特锌镍合金Reflectalloy添加剂购自广州安美特得到）；pH为12，在25℃温度下，在滚桶中反应35分钟。在钕铁硼永磁材料表面形成镀层。镀层厚度10微米，经50厘米高10次跌落试验，镀层未起剥落，不起皮，结合力很好，参见表1。
实施例5
将的钕铁硼永磁材料2.5公斤按实施例1方法磨光，脱脂除油，酸洗活化。采用镀锌液进行电镀锌形成一镀锌层，其中：镀锌液的组成为：硫酸锌300克/升、硼酸30克/升；镀锌层的厚度为10微米。将上预处理完的钕铁硼永磁材料放入锌镍合金电镀镀液中，锌镍合金电镀镀液的组成为七水合硫酸镍10克/升、氢氧化钠110克/升、氧化锌15克/升、安美特锌镍合金Reflectalloy添加剂50克/升（安美特锌镍合金Reflectalloy添加剂购自广州安美特得到）；pH为11，在25℃温度下，在滚桶中反应35分钟。在钕铁硼永磁材料表面形成镀层。镀层厚度8微米，经50厘米高10次跌落试验，镀层未起剥落，不起皮，结合力很好，参见表1。
实施例6
将的钕铁硼永磁材料2.5公斤按实施例1方法磨光，脱脂除油，酸洗活化。采用镀锌液进行电镀锌形成一镀锌层，其中：镀锌液的组成为：硫酸锌340克/升、硼酸40克/升；镀锌层的厚度为9微米。将上述预处理完的钕铁硼永磁材料放入锌镍合金电镀镀液中，锌镍合金电镀镀液的组成为七水合硫酸镍8克/升、氢氧化钠90克/升、氧化锌12克/升、安美特锌镍合金Reflectalloy添加剂50克/升（安美特锌镍合金Reflectalloy添加剂购自广州安美特得到）；pH为12，在25℃温度下，在滚桶中反应35分钟。在钕铁硼永磁材料表面形成镀层。镀层厚度6微米，经50厘米高10次跌落试验，镀层未起剥落，不起皮，结合力很好，参见表1。
对比实施例1
将的钕铁硼永磁材料2.3公斤先在振磨机中磨光2小时。经磷酸钠20g/升，碳酸钠10g/升，氢氧化钠10g/升脱脂除油后，在1%硝酸中酸洗除去表面氧化物，水洗3次，再经5%硫酸活化后。将上述预处理完的钕铁硼永磁材料放入镀锌液中，镀锌液的组成为硫酸锌300-400克/升，硼酸30-50克/升。镀层厚度10微米。经50厘米高10次跌落试验，镀层未起剥落，不起皮，结合力很好，参见表1。
对比实施例2
将的钕铁硼永磁材料2.3公斤先在振磨机中磨光2小时。经磷酸钠20g/升，碳酸钠10g/升，氢氧化钠10g/升脱脂除油后，在1%硝酸中酸洗除去表面氧化物，水洗3次，再经5%硫酸活化后进行镀铜。将上述预处理完的钕铁硼永磁材料放入镀锌液中，镀锌液的组成为氯化钾180-230克/升，氯化锌50-100克/升，硼酸20-50克/升。镀层厚度10微米。经50厘米高10次跌落试验，镀层未起剥落，不起皮，结合力很好，参见表1。
对比实施例3
将的钕铁硼永磁材料2.3公斤先在振磨机中磨光2小时。经磷酸钠20g/升，碳酸钠10g/升，氢氧化钠10g/升脱脂除油后，在1%硝酸中酸洗除去表面氧化物，水洗3次，再经5%硫酸活化后进行镀铜。将上述预处理完的钕铁硼永磁材料放入镀锌液中，镀液的组成为：氧化锌8-15克/升，氢氧化钠100-150克/升。镀层厚度10微米。经50厘米高10次跌落试验，镀层未起剥落，不起皮，结合力很好，参见表1。
对比实施例4
将的钕铁硼永磁材料2.3公斤先在振磨机中磨光2小时。经磷酸钠20g/升，碳酸钠10g/升，氢氧化钠10g/升脱脂除油后，在1%硝酸中酸洗除去表面氧化物，水洗3次，再经5%硫酸活化后进行碱性锌镍合金。将上预处理完的钕铁硼永磁材料放入锌镍合金电镀镀液中，镀液的组成为七水合硫酸镍10克/升，氢氧化钠110克/升，氧化锌15克/升，安美特锌镍合金添加剂50克/升。pH为11。在25℃温度下，在滚桶中反应35分钟。在钕铁硼永磁材料表面形成镀层。镀层厚度8微米，经50厘米高10次跌落试验，镀层剥落，起皮，结合力不佳，参见表1
下面，表1说明通过对上述实施例1～6得到的镀层进行物理参数的实验数据。
表1
由表1可以看出，本发明的电镀层通过盐雾200小时和湿热试验100小时（温度85℃、湿度80，相对湿度100%）具有良好的防腐效果和正常工艺相当。
需要说明的是，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 (7)

1.一种汽车用永磁材料电镀锌合金的表面处理方法，所述表面处理方法包括如下步骤：
（1）倒角磨光：采用机械振磨、滚磨倒角法对永磁材料进行常规磨光；
（2）脱脂除油：加入磷酸钠、碳酸钠或氢氧化钠对磨光后的永磁材料进行常规脱脂除油；
（3）酸洗除锈：再加入硝酸溶液对脱脂除油后的永磁材料进行常规酸洗除锈；
（4）电镀锌形成镀锌层：采用镀锌液对酸洗除锈后的永磁材料进行电镀锌打底以形成镀锌层；以及
（5）电镀锌镍合金形成碱性锌镍合金电镀层：采用锌镍合金电镀镀液对已形成所述锌镀层的永磁材料进行电镀以形成碱性锌镍合金电镀层；
其中，所述镀锌液为氯化物180-280克/升、氯化锌30-100克/升和硼酸20-50克/升；或者硫酸锌300-400克/升和硼酸20-50克/升；所述锌镍合金电镀镀液包括七水合硫酸镍8～10克/升、氢氧化钠90～150克/升、氧化锌12～15克/升、安美特锌镍合金Reflectalloy添加剂40～50克/升。
2.如权利要求1所述的表面处理方法，其中，所述氯化物为氯化钾或氯化铵。
3.如权利要求1所述的表面处理方法，其中，所述镀锌层的厚度为1～10微米，锌镍合金镀层3-15微米。
4.如权利要求1所述的表面处理方法，其中，所述锌镍合金电镀镀液的pH为11～12。
5.如权利要求1所述的表面处理方法，其中，所述锌镍合金电镀镀液在所述锌镀层表面上电镀的温度为25℃。
6.如权利要求1所述的表面处理方法，其中，所述锌镍合金电镀镀液在所述锌镀层表面上电镀的时间为35～120分钟。
7.如权利要求1～6任一所述的表面处理方法，其中，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。
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