CN109295446A - 一种高速电机电芯粉末表面钝化处理方法 - Google Patents

一种高速电机电芯粉末表面钝化处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高速电机电芯粉末表面钝化处理方法，属于金属粉末材料表面处理领域。包括如下步骤：⑴去油处理；⑵乙醇清洗处理、⑶离子水冲洗处理、⑷一次钝化处理、⑸二次钝化处理、⑹烘干处理。本发明对高速电机电芯粉末的表面钝化处理方法进行了合理的优化改进，利用两次钝化处理工艺有效增强了钝化处理的效果，使高速电机电芯粉末表面的变得平整与光滑，并且在表面形成非常薄、致密、覆盖性能好、依附能力强的钝化膜；并且，钝化处理液不含六价铬等高毒物质，是环保的处理液，制备工艺简单，成本低廉，重现性好；处理后的高速电机电芯粉末电学性能最好，最大的阻抗≤50Ω，盐雾测试中发现其表面光洁，产生的锈迹少，具有很好的使用价值。

Description

一种高速电机电芯粉末表面钝化处理方法
技术领域
本发明公开一种高速电机电芯粉末表面钝化的处理方法。属于高速电机电芯软磁材料加工技术领域。
背景技术
高速电机电芯材料是一种磁性材料，它具有优异的磁性特征和节能、节材、环保效果，是其它磁性材料无法比拟的高性能材料。现已作为一种重要的功能性材料，已被广泛应用在纯电动汽车、高铁、军事（电磁弹射）等方面。对于高速电机电芯材料的要求主要表现在对材料磁导率、电阻、信耐性三个方面，对此国内外学者做了大量的研究。这些研究主要集中在新型耐高温绝缘材料的选取和绝缘软磁粉末的制备技术方面，其中对于粉末包覆技术研究亦成为重点。高速电机电芯材料绝缘包覆方式可分为有机包覆和无机包覆两种。其中有机包覆多采用各式树脂和烯酸，而无机包覆则多采用磷酸盐类及各类氧化物（如氧化镁、二氧化硅）等。材料经过有机包覆后，由于不能采用热处理工艺去除内应力以改善性能，而且在金属离子的催化下，有机材料会发生不可逆转的衰退老化现象，因此无机包覆方式成为研究的热点。对于采用无机包覆方式制备的高速电机电芯粉末，钝化工艺尤为重要。
本发明对高速电机电芯粉末的表面钝化处理方法进行了合理的优化改进，利用两次钝化处理工艺有效增强了钝化处理的效果，使高速电机电芯粉末表面的变得平整与光滑，并且在表面形成非常薄、致密、覆盖性能好、依附能力强的钝化膜；并且，钝化处理液不含六价铬等高毒物质，是环保的处理液，制备工艺简单，成本低廉，重现性好；处理后的高速电机电芯粉末电学性能最好，最大的阻抗≤50Ω，盐雾测试中发现其表面光洁，产生的锈迹少，具有很好的使用价值。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出两次钝化处理工艺，有效增强了钝化处理的效果，处理后的高速电机电芯粉末电学性能最好，最大的阻抗≤50Ω，盐雾测试中发现其表面光洁，产生的锈迹少，钝化处理液不含六价铬等高毒物质。值得在生产及实验室中推广使用。
为了实现上述方案的目的，设计了本发明中叙述的技术改进方案。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种高速电机电芯粉末的表面钝化处理方法，其特征在于，所述钝化处理包括如下步骤：
（1）去油处理：将待处理的高速电机电芯粉末浸入到丙酮中浸泡清洗处理1～3min，去除表面油脂后甩干备用；
（2）乙醇清洗处理：将步骤（1）处理后的高速电机电芯粉末浸入到乙醇溶液中处理2～3min后，立即甩干；
（3）去离子水冲洗处理：用离子水对步骤（2）处理后的高速电机电芯粉末冲洗一遍后，再进行甩干备用；
（4）一次钝化处理：将步骤（3）处理后的高速电机电芯粉末浸入到磷酸钝化液中进行一次钝化处理，期间加热保持磷酸钝化液的温度为40～45℃，钝化处理5～10min后甩干备用；
（5）二次钝化处理：将步骤（4）处理后的高速电机电芯粉末浸入到硫酸铈+硅酸钠+高锰酸钾钝化液中进行二次钝化处理，期间加热保持钝化液的温度为60～70℃，钝化处理20～30min后取出甩干；
（6）烘干处理：将步骤（5）处理后的高速电机电芯粉末放入到真空回转干燥机中干燥处理20～30min后即可。
作为优选：乙醇清洗处理时乙醇溶液为质量分数为80%的乙醇水溶液。
作为优选：在整个过程的甩干的标准为，粉末中液体含量≤5%（以质量分数计）。
作为优选：一次钝化处理中所用的磷酸钝化液由去离子水和质量浓度为85%磷酸配制而成，其比例体积比为： 85%磷酸：去离子水=1：9；所使用磷酸钝化液的量为，每克电机电芯粉末使用1.5～2.0ml。
作为优选：二次钝化处理中所用的硫酸铈+硅酸钠+高锰酸钾钝化液中各成分及其对应含量为：硫酸铈10～20g/L、硅酸钠0.5～1.5g/L、10～15g/L高锰酸钾，余量为去离子水，所使用钝化液的量为，每克电机电芯粉末使用1.5～2.0ml。
作为优选：烘干处理的烘干的温度控制为75～85℃，真空度为：-0.06～-0.08MPa。
本发明相比现有技术具有以下突出特点：
1、本发明对高速电机电芯粉末的表面钝化处理方法进行了合理的优化改进，利用两次钝化处理工艺有效增强了钝化处理的效果。在第一次钝化处理时，高速电机电芯粉末表面Fe2+离子和PO4 3+离子的存在，促成磷酸亚铁盐膜层的生成，利于钝化；
2、二次钝化处理中所用硫酸铈+硅酸钠+高锰酸钾所配制的钝化液，对高速电机电芯粉末表面进一步氧化，使第一次钝化处理后的高速电机电芯粉末表面的变得平整与光滑，并且在表面形成非常薄、致密、覆盖性能好、依附能力强的钝化膜；
3、钝化液中不含有污染环境及影响人体健康的物质，是一种环保型的钝化处理液，避免了钝化处理时产生大量六价铬而污染环境及人身体健康等问题。
本发明对高速电机电芯粉末的表面钝化处理方法进行了合理的优化改进，利用两次钝化处理工艺有效增强了钝化处理的效果，使高速电机电芯粉末表面的变得平整与光滑，并且在表面形成非常薄、致密、覆盖性能好、依附能力强的钝化膜；并且，钝化处理液不含六价铬等高毒物质，是环保的处理液，制备工艺简单，成本低廉，重现性好；处理后的高速电机电芯粉末电学性能最好，最大的阻抗≤50Ω，盐雾测试中发现其表面光洁，产生的锈迹少，具有很好的使用价值。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。
实施例1：
将100克待处理的高速电机电芯粉末浸入到丙酮中浸泡清洗处理1min，去除表面油脂后甩干备用。然后将甩干后的高速电机电芯粉末浸入到质量分数为80%的乙醇水溶液处理2min后，立即甩干；再用去离子水对其进行冲洗，再进行甩干，将清洗后的高速电机电芯粉末浸入到85%磷酸：去离子水=1：9，150ml磷酸钝化液中进行一次钝化处理，期间加热保持磷酸钝化液的温度为40℃，钝化处理5min后甩干，把一次钝化处理后的高速电机电芯粉末浸入到硫酸铈10g/L、硅酸钠0.5g/L、10g/L高锰酸钾，余量为去离子水的钝化液中进行二次钝化处理，期间加热保持钝化液的温度为60，钝化处理20min后取出甩干；将二次钝化处理后的高速电机电芯粉末放入到温度为75℃，真空度为0.06MPa的真空回转干燥机中干燥处理20min后即可。
实施例2：
将100克待处理的高速电机电芯粉末浸入到丙酮中浸泡清洗处理3min，去除表面油脂后甩干备用。然后将甩干后的高速电机电芯粉末浸入到质量分数为80%的乙醇水溶液处理3min后，立即甩干；再用去离子水对其进行冲洗，再进行甩干，将清洗后的高速电机电芯粉末浸入到85%磷酸：去离子水=1：9，200ml磷酸钝化液中进行一次钝化处理，期间加热保持磷酸钝化液的温度为45℃，钝化处理15min后甩干，把一次钝化处理后的高速电机电芯粉末浸入到硫酸铈20g/L、硅酸钠1.5g/L、15g/L高锰酸钾，余量为去离子水的钝化液中进行二次钝化处理，期间加热保持钝化液的温度为70，钝化处理30min后取出甩干；将二次钝化处理后的高速电机电芯粉末放入到温度为85℃，真空度为0.06MPa的真空回转干燥机中干燥处理30min后即可。
对比实施1：
本实施只采用85%磷酸：去离子水=1：9，200ml磷酸钝化液中进行一次钝化处理，略去硫酸铈+硅酸钠+高锰酸钾钝化液进行二次钝化处理的步骤，其余参数与实施2相同，作为对比案例。
对比实施2：
本实施只采用硫酸铈20g/L、硅酸钠1.5g/L、15g/L高锰酸钾，余量为去离子水的钝化液进行一次钝化处理，略去85%磷酸：去离子水=1：9，200ml磷酸钝化液进行钝化处理的步骤，其余参数与实施2相同，作为对比案例。
对以上实施例钝化后的材料进行性能测试，其中盐雾测试的条件为5% NaCl溶液，PH值为6.5到7.2，压力桶温度47℃，实验箱温度35℃，时间24H，测试结果如下：
案例名称 最大阻抗（Ω） 起始磁导率μ 最大磁导率μ 盐雾测试结果
实施例1： 36 8000 29000 表面光洁，产生的锈迹少
实施例2： 41 8000 31000 表面光洁，产生的锈迹少
对比实施1： 89 10000 15000 表面凹凸不平，产生的锈迹多
对比实施2： 72 9500 17000 表面光洁不平，产生的锈迹多

Claims (6)

1.一种高速电机电芯粉末表面钝化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）去油处理：
将待处理的高速电机电芯粉末浸入到丙酮中浸泡清洗处理1～3min，去除表面油脂后甩干备用；
（2）乙醇清洗处理：
将步骤（1）处理后的高速电机电芯粉末浸入到乙醇溶液中处理2～3min后，立即甩干；
（3）去离子水冲洗处理：
用离子水对步骤（2）处理后的高速电机电芯粉末冲洗一遍后，再进行甩干备用；
（4）一次钝化处理：
将步骤（3）处理后的高速电机电芯粉末浸入到磷酸钝化液中进行一次钝化处理，期间加热保持磷酸钝化液的温度为40～45℃，钝化处理5～10min后甩干备用；
（5）二次钝化处理：
将步骤（4）处理后的高速电机电芯粉末浸入到硫酸铈+硅酸钠+高锰酸钾钝化液中进行二次钝化处理，期间加热保持钝化液的温度为60～70℃，钝化处理20～30min后取出甩干；
（6）烘干处理：
将步骤（5）处理后的高速电机电芯粉末放入到真空回转干燥机中干燥处理20～30min后即可。
2.根据权利要求1所述的一种高速电机电芯粉末的表面钝化处理方法，其特征在于，步骤（2）中所述的乙醇溶液为质量分数为80%的乙醇水溶液。
3.根据权利要求1所述的一种高速电机电芯粉末的表面钝化处理方法，其特征在于，步骤（1）（2）（3）（4）（5）中所述的甩干的标准为，粉末中液体含量≤5%（以质量分数计）。
4.根据权利要求1所述的一种高速电机电芯粉末的表面钝化处理方法，其特征在于，步骤（4）中所述的一次钝化所用的磷酸钝化液由去离子水和质量浓度为85%磷酸配制而成，其比例体积比为： 85%磷酸：去离子水=1：9；所使用磷酸钝化液的量为，每克电机电芯粉末使用1.5～2.0ml。
5.根据权利要求1所述的一种高速电机电芯粉末的表面钝化处理方法，其特征在于，步骤（5）中所述二次钝化所用的硫酸铈+硅酸钠+高锰酸钾钝化液中各成分及其对应含量为：硫酸铈10～20g/L、硅酸钠0.5～1.5g/L、10～15g/L高锰酸钾，余量为去离子水，所使用钝化液的量为，每克电机电芯粉末使用1.5～2.0ml。
6.根据权利要求1所述的一种高速电机电芯粉末的表面钝化处理方法，其特征在于，步骤（6）中所述的烘干的温度控制为75～85℃，真空度为：-0.06～-0.08MPa。
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