CN104419926A

CN104419926A - 磁体表面处理方法

Info

Publication number: CN104419926A
Application number: CN201310375713.1A
Authority: CN
Inventors: 王进东; 张纪功; 饶晓雷; 胡伯平
Original assignee: Beijing Zhong Ke San Huan High Tech Co Ltd
Current assignee: Beijing Zhong Ke San Huan High Tech Co Ltd
Priority date: 2013-08-26
Filing date: 2013-08-26
Publication date: 2015-03-18

Abstract

本发明提供一种磁体表面处理方法，该方法包括：真空离子镀膜的步骤；在含有三价铬酸盐的钝化液中对形成的镀膜进行钝化处理的步骤。本发明采用的真空离子蒸发镀膜法与纯蒸发镀膜法相比增加了离子源，使铝原子有较高的离化率，铝离子经负偏压电场加速，沉积到产品表面上时能量更大，从而生成无晶界连续镀层，且镀层与基体结合力良好，同时镀层能达到更为优良的防腐效果。此外，本发明还采用三价铬酸盐对真空离子蒸发镀铝后的产品进行钝化，从而使镀层具备很好的防腐能力，同时避免对环境产生污染。

Description

磁体表面处理方法

技术领域

本发明涉及一种磁体表面处理方法，通过真空离子镀膜的方式在磁体表面镀膜，然后在含有三价铬酸盐的钝化液中对形成的镀膜进行钝化处理。

背景技术

钕铁硼磁体的组织结构造成了自身容易氧化的特点，因此需要对磁体表面进行处理，以提高磁体的耐腐蚀能力。在钕铁硼磁体的表面镀铝膜不但具有良好的防腐性能，无磁屏蔽效应，而且使产品外观优美。中国专利文件CN102108510A公开了一种钕铁硼磁体真空镀铝和阴极电泳复合防护工艺及一种具有复合防护层的钕铁硼磁体。

真空磁控溅射方法虽然能产生比较致密的铝层，但是成膜速度慢，生产效率低。而真空多弧镀铝，容易在镀层表面产生大颗粒液滴，影响表面质量。真空蒸镀方式成膜虽然速度快，但是由于铝原子蒸发能量小，即便施加-3000V的偏压，由于铝原子在偏压作用下变成铝离子的离化率较低，能量依然不够突破晶界的束缚，产生的铝及铝合金膜仍为柱状晶，在扫描电镜下将采用掰断的方式得到的磁体断面放大3000倍观察，如图1所示，其晶粒1之间存在孔隙2，镀膜层致密性差，导致防腐效果不理想。

铝是双性金属，容易与酸、碱及酸碱盐反应，所以铝表面容易产生一层疏松的白色物质，这种白色物质会导致磁体与其他零部件之间的结合力下降，甚至出现磁体从装配位置脱落的现象。因此，必须对铝镀层进行钝化处理。传统的六价铬钝化防腐能力很强，但是会造成严重的环境污染。无铬钝化的方式可以避免对环境造成污染，但是其防腐效果远不如六价铬钝化。

发明内容

本发明提供一种磁体表面处理方法，采用真空离子镀膜的方式在磁体表面镀膜，然后在含有三价铬酸盐的钝化液中对形成的镀膜进行钝化处理。

本发明提供的磁体表面处理方法包括：真空离子镀膜的步骤；在含有三价铬酸盐的钝化液中对形成的镀膜进行钝化处理的步骤。

所述真空离子镀膜的步骤采用真空离子蒸发镀膜的方法，包括：在真空环境下加热待处理磁体；充入保护性气体；对所述待处理磁体的表面进行清洗轰击；将蒸发材料离化成离子，对所述待处理磁体加载负偏压，所述离子沉积在加载有所述负偏压的所述待处理磁体的所述表面形成所述镀膜。

所述保护性气体优选为氩气，通过离化所述氩气产生氩离子对所述待处理磁体的所述表面进行所述清洗轰击。

所述保护性气体优选为氩气，通过对所述待处理磁体施加负偏压来对所述待处理磁体的所述表面进行所述清洗轰击。

所述保护性气体优选为氩气，通过离化所述氩气产生的氩离子、同时对所述待处理磁体施加负偏压，对所述待处理磁体的所述表面进行所述清洗轰击。

所述蒸发材料优选是金属铝或铝合金，或者上述两者的氧化物。

所述磁体表面处理方法还包括预处理的步骤，所述预处理包括：倒角处理的步骤，使所述待处理磁体的倒角圆弧不小于0.2mm；喷砂或者酸洗的步骤，进行除油除锈。

优选在温度为0～150℃的条件下进行所述真空离子镀膜的步骤。

本发明还提供一种磁体，采用本发明提供的磁体表面处理方法在磁体表面形成镀膜层，所述镀膜层为无晶界连续层。

本发明采用的真空离子蒸发镀膜法与纯蒸发镀膜法相比，铝原子的离化率大大增高，铝离子经高压电场加速，沉积到磁体表面上时能量更大，从而生成无晶界连续镀层，且镀层与基体结合力良好，同时镀层能达到更为优良的防腐效果。

此外，本发明还采用三价铬酸盐对真空离子蒸发镀铝后的产品进行钝化，从而使镀层具备很好的防腐能力，同时避免对环境产生污染。

附图说明

图1示出常规真空蒸镀方式形成的铝镀层。

图2示出通过具体实施方式中的方法形成的无晶界连续镀层。

具体实施方式

接下来通过一个具体实施方式来对本发明的磁体表面处理方法进行详细的说明。

镀膜设备没有特别限制，只要能进行真空离子蒸发镀膜即可。蒸发材料选用高纯铝丝，其化学成分含Fe≤0.0030、含Si≤0.0020、含Cu≤0.0030、含Zn≤0.0020、含Ti≤0.0010、其它杂质≤0.0010，待处理磁体产品为烧结钕铁硼永磁体（牌号为N33SH或N35SH）或粘结钕铁硼磁体（酚醛树脂体积百分比为20%）。

采用本具体实施方式的磁体表面处理方法对磁体进行表面处理的过程分为三个阶段。

第一阶段为预处理，可以通过常规方法进行。例如，首先对待处理磁体进行倒角，使待处理磁体的边角圆弧不小于0.2mm。然后进行喷砂、碱洗或者酸洗，或者超声波清洗并烘干，以除去产品表面的油污或锈斑等杂质。

第二阶段为真空成膜阶段，采用真空离子蒸发镀膜的方式。首先，抽真空至真空度不低于3×10^-2Pa，并加热待处理磁体至温度在0～150℃的范围内，优选在50～120℃的范围内。接着，充入保护性气体如氩气，使工作真空度在1×10^-1Pa～2Pa的范围内。然后，对待处理磁体进行清洗轰击，以增加待处理磁体的表面活化能，可以通过离子源离化氩气产生氩离子来清洗轰击待处理磁体，或者通过对待处理磁体施加不小于200伏的负偏压使氩气电离来进行清洗轰击，清洗轰击的时间不少于5分钟，优选10分钟，两种方式二选其一或者同时进行。接下来，加热铝丝使其蒸发成铝蒸汽，在液体气化的液面往上20cm的范围内形成蒸发区，打开离子源，离化氩气产生的氩离子经过磁场偏转后集中在蒸发区和铝蒸汽充分接触，带正电荷的氩离子与铝原子发生电荷交换，使铝原子带正电荷从而获得大量的铝离子。待处理磁体上加载有负偏压，铝离子受到负偏压的作用而加速向磁体移动，能量越来越大，最终轰击到磁体表面，形成致密的沉积层（镀膜）。由于铝蒸汽离化率高，能量大，因此在0-150℃范围内都可以进行成膜操作，而不需要较高的温度。

第三阶段为后处理阶段，即对镀膜后的产品进行钝化处理的阶段。在含有Cr³⁺的三价铬酸盐钝化液中进行，pH值为3.8～6.5，反应温度为20～40℃，时间为3～15min。然后，烘烤不少于0.5h或者常温晾放不少于4h。

实施例1

取20片尺寸为40mm×8mm×5mm的烧结钕铁硼永磁体（牌号是N35SH）。倒角R>0.2mm，经过240目刚玉喷砂压力0.5～0.6Mpa预处理2min。然后进行真空离子蒸发镀膜，所镀膜的厚度为8～10μm。任选其中10片进行高加速湿热应力试验（HAST）（120℃，2atm，饱和湿度），160h以后观察，磁体完好，表面没有剥离起泡等变化。任选其中10片用于中性盐雾（NSS）试验，72h以后磁体完好，表面没有红锈。

实施例2

取20片尺寸为40mm×8mm×5mm的烧结钕铁硼永磁体（牌号是N35SH）。倒角R>0.2mm，经过脱脂除锈后进行真空离子蒸发镀膜，所镀膜的厚度为8～10μm。任选其中10片进行HAST试验（120℃，2atm，饱和湿度），160h以后磁体完好，表面没有剥离起泡等变化。任选其中10片进行NSS试验，72h以后磁体完好，表面没有红锈。

实施例3

取20片尺寸为40mm×8mm×5mm的烧结钕铁硼永磁体（牌号N33SH）。倒角R>0.2mm，经过脱脂除锈后进行真空离子蒸发镀膜，所镀膜的厚度8～10μm，然后在含Cr³⁺的三价铬酸盐钝化液中钝化处理5min，常温晾放8h。从中任选10片进行HAST试验（120℃，2atm，饱和湿度），200h后观察，磁体完好，表面没有剥离起泡等变化。另外，从中任选10片进行NSS试验，96h以后磁体完好，表面没有红锈。

实施例4

取20片尺寸为40mm×8mm×5mm的烧结钕铁硼永磁体（牌号是N35SH）。倒角R>0.2mm，经过240目刚玉喷砂压力0.5～0.6Mpa预处理2min。然后进行真空离子蒸发镀膜，所镀膜的厚度为8～10μm，接着在含Cr³⁺的三价铬酸盐钝化液钝化处理5min，常温晾放8h。从中任选10片进行HAST试验（120℃，2atm，饱和湿度），200h以后观察，磁体完好，表面没有剥离起泡等变化。此外，任选其中10片进行NSS试验，96h以后磁体完好，表面没有红锈。

实施例5

取20件尺寸为的粘结钕铁硼磁铁，倒角R>0.2mm，经超声波清洗并烘干后进行真空离子蒸发镀膜，所镀膜的厚度为8～10μm，接着在含Cr³⁺的三价铬酸盐钝化液钝化处理5min，常温晾放8h。然后从中任选10件进行HAST试验（120℃，2atm，饱和湿度），200h以后观察，磁体完好，表面没有剥离起泡等变化。此外，任选其中10件进行NSS试验，96h以后磁体完好，表面没有红锈。

实施例6

取20件尺寸为的粘结钕铁硼磁铁，倒角R>0.2mm，经超声波清洗并烘干后进行真空离子蒸发镀膜，所镀膜的厚度为8～10μm。从中任选10件进行HAST试验（120℃，2atm，饱和湿度），160h以后，磁体完好，表面没有发生剥离起泡等变化。此外，任选其中10件进行NSS试验，72h以后磁体完好，表面没有红锈。

上述具体实施方式中采用的真空离子蒸发镀膜，与纯蒸发镀膜相比增加了离子源，使铝原子有较高的离化率，铝离子经高压电场加速，沉积到产品表面上时能量更大，从而可以在温度不超过150℃的条件下形成一层无晶界连续镀层。由于金属铝硬度低，为了避免破坏铝层金相组织而影响观察，采用掰断的方式，得到沉积有金属铝的磁体断面，在扫描电镜下将磁体断面放大3000倍进行观察，如图2所示，镀层3与基体4结合力良好。

以上结合具体实施方式对本发明的磁体表面处理方法进行了说明，但本发明并不受限于此。在实现本发明目的和效果的前提下，本领域技术人员可以对本发明做出各种改变和变型。

Claims

1.一种磁体表面处理方法，包括：

真空离子镀膜的步骤；

在含有三价铬酸盐的钝化液中对形成的镀膜进行钝化处理的步骤。

2.根据权利要求1所述的磁体表面处理方法，其特征在于，所述真空离子镀膜的步骤采用真空离子蒸发镀膜的方法，包括：

在真空环境下加热待处理磁体；

充入保护性气体；

对所述待处理磁体的表面进行清洗轰击；

将蒸发材料离化成离子，对所述待处理磁体加载负偏压，所述离子沉积在加载有所述负偏压的所述待处理磁体的所述表面形成所述镀膜。

3.根据权利要求2所述的磁体表面处理方法，其特征在于，所述保护性气体为氩气，通过离化所述氩气产生氩离子对所述待处理磁体的所述表面进行所述清洗轰击。

4.根据权利要求2所述的磁体表面处理方法，其特征在于，所述保护性气体为氩气，通过对所述待处理磁体施加负偏压来对所述待处理磁体的所述表面进行所述清洗轰击。

5.根据权利要求2所述的磁体表面处理方法，其特征在于，所述保护性气体为氩气，通过离化所述氩气产生氩离子、同时对所述待处理磁体施加负偏压，对所述待处理磁体的所述表面进行所述清洗轰击。

6.根据权利要求2所述的磁体表面处理方法，其特征在于，所述蒸发材料是金属铝或铝合金，或上述两者的氧化物。

7.根据权利要求1或2所述的磁体表面处理方法，还包括预处理的步骤，所述预处理包括：

倒角处理，使待处理磁体的倒角圆弧不小于0.2mm；

喷砂或者酸洗，以除去所述待处理磁体表面的杂质。

8.根据权利要求1所述的磁体表面处理方法，其特征在于，在温度为0～150℃的条件下进行所述真空离子镀膜的步骤。

9.一种磁体，根据权利要求1～8中任意一项所述的磁体表面处理方法形成镀膜层，所述镀膜层为无晶界连续层。