CN109536872A - 烧结钕铁硼表面防护层的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烧结钕铁硼表面防护层的制造方法，包括：制备铝锰合金喷涂粉料，按照重量百分比计，铝锰合金的化学组分为：铝50～90％，锰10～50％；对钕铁硼基体进行整形和粗化基体表面，清洁基体表面；将钕铁硼基体进行预热处理，真空度大于2×10‑2Pa，预热温度200‑240℃，预热时间15‑20min；将铝锰合金喷涂粉料装入送粉器中，通过等离子喷涂在钕铁硼基体表面喷涂铝锰防护层。本发明所解决的技术问题是提供一种烧结钕铁硼表面防护层的制造方法，实现防护涂层的快速、绿色、低成本制备，工艺实施过程中无污染物排放。

Description

烧结钕铁硼表面防护层的制造方法
技术领域
本发明涉及一种表面腐蚀及防护处理领域，具体是，涉及一种烧结钕铁硼表面防护层的制造方法。
背景技术
烧结钕铁硼(NdFeB)永磁材料的表面防护是磁体生产的重要技术环节。目前常见的工业规模的NdFeB表面防护涂层制备方法为电镀和化学镀。虽然这些方法能在一定程度上提高磁体的耐蚀性能，使磁体的耐盐雾腐蚀性能达到100小时左右，但其本身存在局限性。因为在采用这些方法制备NdFeB防护层的过程中，镀液可能会残留在NdFeB内部且NdFeB可能发生吸氢反应，往往会降低产品的成品率，且污染较严重。另外，目前相关政策已明令禁止使用电镀或化学镀，因此寻找环保无污染的新工艺显得尤为重要。真空镀膜技术作为一种环境友好技术，镀膜过程无原料外溢，无污染物排放，生产现场清洁，防护膜层附着力比电镀膜大5-10倍，近年来在NdFeB磁体表面防护上的应用受到广泛关注。该技术能很好地避免电镀和化学镀工艺存在的不足，但是碍于真空镀膜成膜速率不高，难以实现高质量防护涂层的快速制备；同时该技术制造成本偏高及镀膜溅射源高质量靶材价格昂贵，严重制约了真空镀膜技术在NdFeB表面防护领域的应用推广。
等离子喷涂方法是利用等离子射流将金属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态并加速形成高速熔滴喷射到基材表面，产生碰撞、变形、冷凝收缩的过程，变形的颗粒与基材表面之间、颗粒与颗粒之间相互交错，形成牢固涂层的过程。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种烧结钕铁硼表面防护层的制造方法，实现防护涂层的快速、绿色、低成本制备，工艺实施过程中无污染物排放。
技术方案如下：
一种烧结钕铁硼表面防护层的制造方法，包括：
制备铝锰合金喷涂粉料，按照重量百分比计，铝锰合金的化学组分为：铝50～90％，锰10～50％；
对钕铁硼基体进行整形和粗化基体表面，清洁基体表面；将钕铁硼基体进行预热处理，真空度大于2×10-2Pa，预热温度200-240℃，预热时间15-20min；
将铝锰合金喷涂粉料装入送粉器中，通过等离子喷涂在钕铁硼基体表面喷涂铝锰防护层。
进一步，铝锰合金喷涂粉料是通过纯度99.999％的金属铝和99.9％的锰，经过真空感应熔炼、真空及惰性气体保护气氛的破碎得到，粒度范围为10-75μm。
进一步，采用喷砂处理来粗化基体表面，喷砂气压0.6MPa，喷砂距离为50～70mm，喷砂角度为60～80°。
进一步，喷涂电压为30～35V，喷涂电流为400～450A，使等离子火焰温度为600-950℃，喷射压力0.5-1.2MPa，主气流量为1600～2200L/h，送粉速率为180～220L/h，喷涂距离为70～120mm。
本发明技术效果包括：
本发明实现防护涂层的快速、绿色、低成本制备，工艺实施过程中无污染物排放。防护涂层孔隙率低，无贯穿通孔，硬度高，结合力强，耐腐蚀性能好。
(1)将等离子喷涂工艺应用于NdFeB磁体表面防护，实现防护涂层的快速、绿色制备。相对于目前常见的电镀、化学镀，等离子喷涂工艺实施过程无污染物排放；同时制造成本相对于真空镀膜工艺显著降低。
(2)采用AlMn合金粉料作为喷涂粉料，可以解决单一的铝粉和锰粉混合的粉料难以在磁体表面形成合格的AlMn防护层问题。
(3)将AlMn合金涂层应用于NdFeB磁体表面防护，添加Mn元素与Al形成金属间化合物，提高防护涂层硬度，在提高耐腐蚀性能的同时，保证防护涂层的抗划伤性。
具体实施方式
以下描述充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。
烧结钕铁硼表面防护层的制造方法，具体包括以下步骤：
步骤1：制备铝锰合金喷涂粉料，按照重量百分比计，铝锰合金的化学组分为：铝50～90％，锰10～50％；
铝锰合金喷涂粉料通过纯度99.999％的金属铝和99.9％的金属锰，经过真空感应熔炼、真空及惰性气体保护气氛的鄂破机、中碎机和连续球磨制粉得到，粒度范围为10-75μm。
步骤2：对钕铁硼基体进行整形、喷砂处理，去除基体表面的油污、锈蚀、氧化皮等附着物，粗化基体表面；同时对喷砂后基体进行超声清洗，清洁基体表面；
基体表面喷砂粗化、超声清洁化预处理，可以提高AlMn防护涂层与基体的结合力。喷砂气压0.6MPa，喷砂距离为50～70mm，喷砂角度为60～80°。
步骤3：将钕铁硼基体进行预热处理，真空度大于2×10-2Pa，预热温度200-240℃，预热时间15-20min；
预热处理可以使钕铁硼基体在后续喷涂过程中保持一定温度，以此减少喷涂过程中基体与铝锰防护涂层之间热膨胀差异所产生的应力。
步骤4：将铝锰合金喷涂粉料装入送粉器中，通过等离子喷涂在钕铁硼基体表面喷涂铝锰防护层。
通过调整喷涂电流和电压，喷涂电压为30～35V，喷涂电流为400～450A，使等离子火焰温度为600-950℃，喷射压力0.5-1.2MPa，主气流量为1600～2200L/h，送粉速率为180～220L/h，喷涂距离为70～120mm。
实施例1
烧结钕铁硼表面防护层的制造方法，具体包括以下步骤：
(1)原料及配比；
以纯度99.999％的金属铝、99.9％的金属锰为初始原料，按质量百分比铝90％，锰10％配料；
(2)铝锰合金喷涂粉料制备；
将配好的原料放入真空感应熔炼炉中，经熔炼甩带制备铝锰合金速凝薄片；薄片经真空及惰性气体保护气氛的中碎机和连续球磨制粉得到粒径分布范围为20-50μm的铝锰合金喷涂粉料。
(3)钕铁硼基体预处理；
准备钕铁硼基体进行倒角、喷砂粗化处理，使基体露出灰白色新鲜表面。随后对喷砂后基体进行超声清洗，清洁基体表面。
(4)钕铁硼基体预热处理；
将预处理基体在真空度大于2×10-2Pa的环境下，加热至220℃，保温15min；
(5)铝锰合金等离子喷涂层制备。
将铝锰合金喷涂粉料装入送粉器中，通过调整电流和电压让等离子火焰温度为600℃，喷射压力0.8MPa，喷涂距离90mm。在预热后钕铁硼基体表面喷涂铝锰合金，形成防护层。
经上述工艺制备的钕铁硼等离子防护涂层孔隙率低，无贯穿通孔，结合力可达25N以上，涂层硬度380Hv，耐中性盐雾腐蚀能力达到150h以上。
实施例2
烧结钕铁硼表面防护层的制造方法，具体包括以下步骤：
(1)原料及配比；
以纯度99.999％的金属铝、99.9％的金属锰为初始原料，按质量百分比铝65％，锰35％配料。
(2)铝锰合金喷涂粉料制备；
将配好的原料放入真空感应熔炼炉中，熔炼制备铝锰合金铸锭。铸锭经真空及惰性气体保护气氛的鄂破机、中碎机和连续球磨制粉得到粒径分布范围为10-40μm的铝锰合金喷涂粉料。
(3)钕铁硼基体预处理；
准备钕铁硼基体进行倒角、喷砂粗化处理，使基体露出灰白色新鲜表面。随后对喷砂后基体进行超声清洗，清洁基体表面。
(4)钕铁硼基体预热处理；
将预处理基体在真空度大于2×10-2Pa的环境下，加热至200℃，保温20min；
(5)铝锰合金等离子喷涂层制备。
将铝锰合金喷涂粉料装入送粉器中，通过调整电流和电压让等离子火焰温度为810℃，喷射压力0.5MPa，喷涂距离100mm。在预热后钕铁硼基体表面喷涂铝锰合金，形成防护层。
经上述工艺制备的钕铁硼等离子防护涂层孔隙率低，无贯穿通孔，结合力可达28N以上，涂层硬度850Hv，耐中性盐雾腐蚀能力达到300h以上。
实施例3
烧结钕铁硼表面防护层的制造方法，具体包括以下步骤：
(1)原料及配比；
以纯度99.999％的金属铝、99.9％的金属锰为初始原料，按质量百分比铝50％，锰50％配料。
(2)铝锰合金喷涂粉料制备；
将配好的原料放入真空感应熔炼炉中，熔炼制备铝锰合金铸锭。铸锭经真空及惰性气体保护气氛的鄂破机、中碎机和连续球磨制粉得到粒径分布范围为30-75μm的铝锰合金喷涂粉料。
(3)钕铁硼基体预处理；
准备钕铁硼基体进行倒角、喷砂粗化处理，使基体露出灰白色新鲜表面。随后对喷砂后基体进行超声清洗，清洁基体表面。
(4)钕铁硼基体预热处理；
将预处理基体在真空度大于2×10-2Pa的环境下，加热至240℃，保温15min。
(5)铝锰合金等离子喷涂层制备。
将铝锰合金喷涂粉料装入送粉器中，通过调整电流和电压让等离子火焰温度为950℃，喷射压力1.2MPa，喷涂距离120mm。在预热后钕铁硼基体表面喷涂铝锰合金，形成防护层。
经上述工艺制备的钕铁硼等离子防护涂层孔隙率低，无贯穿通孔，结合力可达23N以上，涂层硬度1130Hv，耐中性盐雾腐蚀能力达到200h以上。
本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种烧结钕铁硼表面防护层的制造方法，包括：
制备铝锰合金喷涂粉料，按照重量百分比计，铝锰合金的化学组分为：铝50～90％，锰10～50％；
对钕铁硼基体进行整形和粗化基体表面，清洁基体表面；将钕铁硼基体进行预热处理，真空度大于2×10-2Pa，预热温度200-240℃，预热时间15-20min；
将铝锰合金喷涂粉料装入送粉器中，通过等离子喷涂在钕铁硼基体表面喷涂铝锰防护层。
2.如权利要求1所述烧结钕铁硼表面防护层的制造方法，其特征在于，铝锰合金喷涂粉料是通过纯度99.999％的金属铝和99.9％的锰，经过真空感应熔炼、真空及惰性气体保护气氛的破碎得到，粒度范围为10-75μm。
3.如权利要求1所述烧结钕铁硼表面防护层的制造方法，其特征在于，采用喷砂处理来粗化基体表面，喷砂气压0.6MPa，喷砂距离为50～70mm，喷砂角度为60～80°。
4.如权利要求1所述烧结钕铁硼表面防护层的制造方法，其特征在于，喷涂电压为30～35V，喷涂电流为400～450A，使等离子火焰温度为600-950℃，喷射压力0.5-1.2MPa，主气流量为1600～2200L/h，送粉速率为180～220L/h，喷涂距离为70～120mm。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110983333A (zh) * 2019-12-06 2020-04-10 东莞中探探针有限公司 一种钕铁硼复合镀层及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102031522A (zh) * 2010-12-15 2011-04-27 白雪铠 铝或铝合金复合涂层的钕铁硼磁体及其制备方法
CN104018133A (zh) * 2014-06-04 2014-09-03 北京汇磁粉体材料有限公司 烧结钕铁硼磁体表面多弧离子镀制备多层复合防护涂层及工艺
CN106835033A (zh) * 2016-12-21 2017-06-13 包头稀土研究院 高锰含量铝锰合金靶材的制造方法
CN107254656A (zh) * 2017-08-17 2017-10-17 桂林电子科技大学 钕铁硼永磁材料表面等离子喷涂陶瓷层及其制备方法
CN207391536U (zh) * 2017-08-17 2018-05-22 桂林电子科技大学 钕铁硼永磁材料表面等离子喷涂陶瓷层

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102031522A (zh) * 2010-12-15 2011-04-27 白雪铠 铝或铝合金复合涂层的钕铁硼磁体及其制备方法
CN104018133A (zh) * 2014-06-04 2014-09-03 北京汇磁粉体材料有限公司 烧结钕铁硼磁体表面多弧离子镀制备多层复合防护涂层及工艺
CN106835033A (zh) * 2016-12-21 2017-06-13 包头稀土研究院 高锰含量铝锰合金靶材的制造方法
CN107254656A (zh) * 2017-08-17 2017-10-17 桂林电子科技大学 钕铁硼永磁材料表面等离子喷涂陶瓷层及其制备方法
CN207391536U (zh) * 2017-08-17 2018-05-22 桂林电子科技大学 钕铁硼永磁材料表面等离子喷涂陶瓷层

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110983333A (zh) * 2019-12-06 2020-04-10 东莞中探探针有限公司 一种钕铁硼复合镀层及其制备方法和应用

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