CN107937945A

CN107937945A - 一种电镀法制备Ni‑Fe‑P非晶态粉末工艺

Info

Publication number: CN107937945A
Application number: CN201711479390.5A
Authority: CN
Inventors: 刘志红
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2018-04-20

Abstract

一种电镀法制备Ni‑Fe‑P非晶态粉末的成分为Ni 40‑89 wt%，Fe 5‑35 wt%，P 6‑25 wt%；其粉末为非晶态结构。生产方法其特征在于，包括以下步骤：（1）金属基板选择及被镀表面的除锈、脱脂处理：金属基板的在常温下的延伸率不小于10%；（2）采用电镀方法制备Ni‑Fe‑P非晶态镀层，阳极采用石墨板或不锈钢板，电极的电流密度为0.05‑0.5 A/mm²，滴定强酸溶液使镀液Ph值小于3，施镀温度为40‑85℃；（3）采用轧制、弯曲、喷丸等方法使非晶合金镀层从金属基板表面脱落；（4）脱落的非晶合金镀层采用球磨机、颗粒破碎机等方式进行破碎，球磨机、颗粒破碎机应采用强制冷却方式或间隙工作方式；（5）筛分成不同粗细的Ni‑Fe‑P非晶态粉末。

Description

一种电镀法制备Ni-Fe-P非晶态粉末工艺

技术领域

本发明涉及一种非晶合金粉末，尤其是涉及一种电镀法制备Ni-Fe-P非晶态粉末工艺。

背景技术

随着电子电力、通信工业的发展，电子元器件向小型化、高频化和大电流方向发

展，而且对电子设备的电磁兼容性能的要求也越来越高，传统的非晶带材铁芯、软磁铁氧体

及金属磁粉芯等已不能满足需求。普通磁性材料性能缺陷主要表现在：(1) 非晶带材铁芯在高频工作时感应涡流导致损耗很大，限制其在高频领域的应用；(2) 软磁铁氧体高频损耗低，但是饱和磁感应强度和磁导率低，不能满足小型化和大电流的发展需求；(3) 金属磁粉芯存在着高频损耗高、直流叠加特性差或者价格昂贵等问题，限制了其应用范围。非晶结构具有长程无序、短程有序的结构，使粉末具有很多独特的性能。非晶磁性粉末由于其优异的软磁性能，可以满足各种电子元器件稳定化、小型化、高频化、大电流、高功率的需求，能极大促进汽车、电子、航空航天领域等高新技术行业的发展。而钴基非晶合金粉末除具有优异的磁性能，还具有耐高温、耐燃气腐蚀、耐磨、耐蚀等性能，在电子、涂层和硬质合金中得到广泛应用。

到目前为止，非晶合金粉末的制备工艺主要有水雾法、气雾法以及使用非晶薄带破碎制粉的工艺。水雾法具有大的冷却速率，可满足制备非晶态粉末的要求。然而，在水雾化过程中，所获得的粉末易形成氧化物，氧含量高，再者当熔融金属凝固时，产生的水蒸气会覆盖在熔融金属的表面，该水蒸气膜的存在将导致熔融的核心金属冷却强度降低，从而使粉末中心部分不能获得非晶态结构的问题，影响器件性能。气雾法由于冷却强度受限，只能制备非晶形成能力强的非晶合金粉末，且生产成本高。直接破碎法的优点在于对物料的选择性不强，材料利用率高，但需对非晶薄带进行脆化退火，很容易由于退火不均造成薄带内部晶化转变的不均匀，而且在破碎后容易产生带有锐角的粉末颗粒，为粉末的后续加工带来困难。

而与液态急冷法、溅射法制备非晶合金材料相比，电镀法更为经济，应用范围也更为广阔。电刷镀镀层的形成从本质上讲和电镀相同，都是溶液中的金属离子在负极（工件）上放电结晶的过程。但是和电镀相比，电刷镀中镀笔和工件有相对运动，因而被镀表面不是整体同时发生金属离子还原结晶，而是被镀表面各点在镀笔与其接触时发生瞬间放电结晶。因此，电镀技术在工艺方面有其独特之处，其特点可归纳如下：

1、设备简单、工艺简单，操作灵活；

2、费用低，经济效益大；

3、粉末合金成分比例可调控范围大。

发明内容

针对上述问题，本发明基于电镀+剥离+破碎的原理，提供了一种电镀法制备Ni-Fe-P非晶态粉末工艺。

本发明的镍-铁-磷非晶态粉末的成分为Ni 40-89 wt %，Fe 5-35 wt%，P 6-25wt%；其粉末为非晶态结构。

本发明Ni-Fe-P非晶态粉末的生产方法。包括以下步骤：

（1）金属基板选择及被镀表面的处理：金属基板的在常温下的延伸率不小于10%，被镀表面可采用机械或化学方法除锈、脱脂；

（2）电镀液的组成：可溶性镍盐1-4 mol/L（优选1.5-2.5 mol/L）、可溶性亚铁盐0.2-1.2 mol/L、亚磷酸或次磷酸盐0.1-0.6 mol/L、磷酸0.5-1.5 mol/L、添加剂1-8g/L、可溶性强酸盐10-50 g/L、还原剂1-8g/L，余量水；

上述添加剂为酒石酸、十二烷基硫酸钠或两者的混合物；

上述还原剂为可溶于水；

（3）采用电镀方法制备Ni-Fe-P非晶态镀层，阳极采用石墨板或不锈钢板，电极的电流密度为0.05-0.5 A/mm²，滴定强酸溶液使镀液Ph值小于3，施镀温度为40-85℃；

（4）采用轧制、弯曲、喷丸等方法使非晶合金镀层从金属基板表面脱落；

（5）非晶合金颗粒的破碎，脱落的非晶合金镀层采用球磨机、颗粒破碎机等方式进行破碎。破碎时，球磨机、颗粒破碎机应采用强制冷却方式或间隙工作方式，以防止非晶合金颗粒在破碎时产生较大温升，发生晶化转变；

（6）筛分成不同粗细的Ni- Fe-P非晶态粉末。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.与气雾法和直接破碎法相比，本工艺具有设备投资少、工艺简单，对非晶合金形成能力要求不高等特点；

2.与水雾法相比，粉末不会产生氧化和部分非晶化的问题；

3.与直接破碎法相比，由于采用PH值较小条件下沉积，致使镀层内产生了较大的内应力和较多孔隙，镀层无需脆化退火即可脱落与破碎，且也不会产生带有锐角的粉末颗粒；

4.与制备电镀镀层相比，本发明对镀层应力和表面质量没有要求，因此可采用更大的电流密度，既提高了非晶合金镀层的制备速度，也有利于获得更疏松和具有更大内应力的非晶合金镀层，从而更易对非晶合金镀层进行剥离与脱落；

6.与急冷法制备非晶合金粉末相比，本发明无需考虑材料的非晶形成能力，可通过调整电镀液各主要成分的浓度配比，可获得不同组元构成和比例的非晶合金粉末，因此，本方法的适用性更为广泛，可操作性更强，可满足不同场合对非晶合金粉末性能的要求。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1 Ni74Fe18P8非晶合金粉末的制备

制备工艺，包括以下步骤：

（1）金属基板表面的预处理：金属基板选用08F钢板，被镀基板表面分别经氢氧化钠溶液和盐酸溶液清洗，以去除油脂和氧化；

（2）电镀液组成：氯化镍1.8 mol/L、磷酸0.3 mol/L、氯化亚铁0.45 mol/L、亚磷酸0.25mol/L、添加剂1.5 g/L，可溶性氯化盐15 g/L、还原剂1.5 g/L，余量水；

上述添加剂为十二烷基硫酸钠；

上述可溶性氯化盐为氯化钾；

上述还原剂为抗坏血酸；

（3）非晶合金镀层的制备：预处理后的金属板接入阴极，阳极采用石墨板，搅拌电镀液，电极的电流密度为0.05 A/mm²，施镀温度为65 ℃，滴定盐酸使电镀液Ph值为1；

（4）采用弯曲法剥离非晶合金镀层，弯曲半径为0.2 m；

（5）非晶合金颗粒的破碎，非晶合金颗粒在氩气保护下采用行星球磨机进行破碎，球磨2h，球料比为5:1，球磨方式采用间隙工作方式，球磨机每球磨3min，休息10min，避免非晶粉末产生较大的温升；

（6）筛分成Co63 Fe16Ni14P7非晶合金粉末。

实施例2 Ni71Fe19 P9非晶合金粉末的制备

制备工艺，包括以下步骤：

（1）金属基板表面的预处理：金属基板选用黄铜板，板厚为1mm，被镀基板表面分别经氢氧化钠溶液和盐酸溶液清洗，以去除油脂和氧化；

（2）电镀液组成：硫酸镍2.3 mol/L、磷酸0.7 mol/L、硫酸亚铁0.7 mol/L、亚磷酸0.4mol/L、添加剂3g/L，可溶性硫酸盐20 g/L、还原剂3 g/L，余量水；

上述添加剂为酒石酸与十二烷基硫酸钠质量之比为1:2的混合物；

上述可溶性氯化盐为硫酸钠；

上述还原剂为碘化钾；

（3）非晶合金镀层的制备：预处理后的镀件接入阴极，阳极采用石墨板，搅拌电镀液，电极的电流密度为0.1 A/mm²，施镀温度为75 ℃，滴定盐酸使电镀液Ph值为2；

（4）采用轧制压延法剥离非晶合金镀层，轧制压下率为8%；

（5）非晶合金颗粒的破碎，采用行星球磨机破碎，非晶合金颗粒在氩气保护破碎，球磨3h，球料比为5:1，球磨方式采用间隙工作方式，球磨机每球磨3min，休息10min，避免非晶粉末产生较大的温升；

（6）筛分成Ni71Fe19 P9非晶合金粉末。

Claims

1.一种电镀法制备Ni-Fe-P非晶态粉末的成分为Ni 40-89 wt %，Fe 5-35 wt%，P 6-25wt%；其粉末为非晶态结构。

2.Ni-Fe-P非晶态粉末的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）金属基板选择及被镀表面的除锈、脱脂处理：金属基板的在常温下的延伸率不小于10%；

（5）脱落的非晶合金镀层采用球磨机、颗粒破碎机等方式进行破碎，球磨机、颗粒破碎机应采用强制冷却方式或间隙工作方式；

（6）筛分成不同粗细的Ni- Fe-P非晶态粉末。

3.权利要求2所述添加剂为酒石酸、十二烷基硫酸钠或两者的混合物。

4.权利要求2所述还原剂为可溶于水。