CN110484887A - 一种稀土永磁体表面快速真空镀铝方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种稀土永磁体表面快速真空镀铝方法，将磁体基件放置在管状溅射源中部的溅射腔内，所述溅射腔内壁具有铝靶材层；将所述溅射腔进行抽真空，然后通入工艺气体到预设压强值；对管状溅射源加负压并对磁体基件加正压进行溅射镀膜，同时驱动磁体基件旋转；镀膜结束后进行降温冷却，最后取出镀膜后的产品。通过上述优化设计的稀土永磁体表面快速真空镀铝方法，通过将磁体沉浸在管状溅射源内部镀膜，大大提高镀膜效率且提高靶材的利用率，并且在镀膜同时受到等离子体中的例子轰击，提高薄膜的结合性和致密性。

Description

一种稀土永磁体表面快速真空镀铝方法
技术领域
本发明涉及磁控溅射镀膜技术领域，尤其涉及一种稀土永磁体表面快速真空镀铝方法。
背景技术
近年来稀土材料在不同工业领域得到了迅速且广泛的应用。稀土磁体材料含有大量稀土元素，在湿热环境下极易生锈腐蚀，严重制约了该类材料的应用。目前磁体防腐蚀方法有很多，主要包括电镀/化学镀和真空镀膜两大类。
电镀所使用的方法包括电镀镍、锌、铜以及多层镍(CN1056133A、CN1421547A、CN1514889A、CN102568732)，已经在磁体防腐蚀领域得到广泛应用。然而，电镀/化学镀过程存在诸多缺点：(1)对于烧结材料，镀液会残留在微孔中；(2)电镀/化学镀过程也会导致基体材料和镀液之间存在反应，损伤基体；(3)电镀是一种重污染的生产过程。由于这些缺点，同时因为铝是一种廉价且耐腐蚀性能好的材料，磁体生产企业已开始应用真空镀膜相关技术来进行磁体镀铝防腐蚀处理。
目前采用的真空镀膜方法主要包括磁控溅射镀膜(CN105803408A)和多弧离子镀(CN104651783A、CN101736304A)两类。磁控溅射镀膜方法的优点在于铝镀层致密、附着力高但沉积速率非常低；多弧离子镀则由于铝的熔点低，容易形成大颗粒、大液滴损害镀层的防腐蚀性能。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种稀土永磁体表面快速真空镀铝方法。
本发明提出的一种稀土永磁体表面快速真空镀铝方法，包括下列步骤：
S1、将磁体基件放置在管状溅射源中部的溅射腔内，所述溅射腔内壁具有铝靶材层；
S2、将所述溅射腔进行抽真空，然后通入工艺气体到预设压强值；
S3、对管状溅射源加负压并对磁体基件加正压进行溅射镀膜，同时驱动磁体基件旋转；
S4、镀膜结束后进行降温冷却，最后取出镀膜后的产品。
优选地，在S1中，预先将磁体基件进行清洗。
优选地，所述预先将磁体基件进行清洗具体包括先采用将磁体基件先进行硝酸酸洗，再用纯水超声波清洗后，用酒精脱水后晾干。
优选地，将磁体基件安装在所述溅射腔内的转架上，镀膜时对磁体基件和转架同时加正压，并通过转架带动磁体基件旋转。
优选地，在S2中，所述工艺气体为氩气。
优选地，在S2中，所述预设压强值为0.1～1Pa。
优选地，在S4中，冷却时向所述溅射腔内通入保护气体。
优选地，所述保护气体为氩气或氮气；优选地，在S4中，将所述溅射腔内的气压调节至0.4～0.8个大气压。
优选地，还包括S5，将镀膜后的产品进行后处理，所述后处理采用阳极氧化法或化学钝化法。
本发明中，所提出的稀土永磁体表面快速真空镀铝方法，将磁体基件放置在管状溅射源中部的溅射腔内，所述溅射腔内壁具有铝靶材层；将所述溅射腔进行抽真空，然后通入工艺气体到预设压强值；对管状溅射源加负压并对磁体基件加正压进行溅射镀膜，同时驱动磁体基件旋转；镀膜结束后进行降温冷却，最后取出镀膜后的产品。通过上述优化设计的稀土永磁体表面快速真空镀铝方法，通过将磁体沉浸在管状溅射源内部镀膜，大大提高镀膜效率且提高靶材的利用率，并且在镀膜同时受到等离子体中的例子轰击，提高薄膜的结合性和致密性。
具体实施方式
本发明提出的一种稀土永磁体表面快速真空镀铝方法，包括下列步骤：
S1、预先将磁体基件进行清洗，然后将清洗后的磁体基件放置在管状溅射源中部的溅射腔内，所述溅射腔内壁具有铝靶材层；
在具体实施方式中，所述预先将磁体基件进行清洗具体包括先采用将磁体基件先进行硝酸酸洗，再用纯水超声波清洗后，用酒精脱水后晾干。
S2、将所述溅射腔进行抽真空，然后通入工艺气体到预设压强值；
为了保证镀膜质量，现将上述溅射腔内压强抽至1X10-2Pa以内，然后选择氩气作为所述工艺气体，使用的氩气纯度高于99.7％；为保证溅射过程顺利进行，通入氩气使得溅射腔内压强值达到0.1～1Pa。在镀膜过程中，氩气作为保护气体，Ar被离化为Ar离子，Ar离子会轰击靶材表面并溅出材料。
S3、对管状溅射源加负压并对磁体基件加正压进行溅射镀膜，同时驱动磁体基件旋转；
S4、镀膜结束后进行降温冷却，最后取出镀膜后的产品。
为加快工件冷却速度，冷却时可向所述溅射腔内通入保护气体，所述保护气体可选择氩气或氮气；在具体气压控制中，将所述溅射腔内的气压调节至0.4～0.8个大气压；在此过程中，保护气体在加速冷却的同时防止工件表面氧化。
为了提高最终产品的铝膜的性能，本实施例的方法还包括S5，将镀膜后的产品进行后处理，所述后处理采用阳极氧化法或化学钝化法。
在本实施例中，所提出的稀土永磁体表面快速真空镀铝方法，将磁体基件放置在管状溅射源中部的溅射腔内，所述溅射腔内壁具有铝靶材层；将所述溅射腔进行抽真空，然后通入工艺气体到预设压强值；对管状溅射源加负压并对磁体基件加正压进行溅射镀膜，同时驱动磁体基件旋转；镀膜结束后进行降温冷却，最后取出镀膜后的产品。通过上述优化设计的稀土永磁体表面快速真空镀铝方法，通过将磁体沉浸在管状溅射源内部镀膜，大大提高镀膜效率且提高靶材的利用率，并且在镀膜同时受到等离子体中的例子轰击，提高薄膜的结合性和致密性。
在磁体基件在溅射腔内的安装方式中，将磁体基件安装在所述溅射腔内的转架上，镀膜时对磁体基件和转架同时加正压，并通过转架带动磁体基件旋转；根据磁体镀膜需要，为了保证镀膜厚度均匀，使得磁体基件在管状溅射源内部进行公转和自转。
下面通过具体实施例对本发明提出的方法进行更详细的说明，以便更好地了解本发明的有益效果。
采用尺寸为40mmX30mmX3mmN38烧结钕铁硼磁体作为磁体基件，表面真空镀铝的过程如下：
a.将磁体基件先进行4％硝酸酸洗，再用纯水超声波清洗后，用纯度高于99％的酒精脱水后晾干；
b.将磁体基件装夹在转架上，将转架置于管状溅射源内，开启转动电机使工件相对于管状溅射源轴线发生公转，并围绕自身轴线自转；
c.对管状溅射源进行抽真空，将溅射腔内压力抽到1X10-2Pa以内；然后通入纯度为99.9％的氩气，通过控制氩气流量将管状溅射源内部的气体压力控制在0.5Pa；
d.开启直流溅射电源，将溅射功率设置为10KW，溅射镀膜20分钟后，在钕铁硼磁体上镀制得到厚度约为10个微米的铝膜；
e.关闭溅射电源，将管状磁控溅射源重新抽气到1X10-2Pa以内后，再通入保护气体(Ar或N2)至0.5个大气压对工件进行降温，等温度显示低于80℃后开启管状溅射源，取出磁体工件；
f.将磁体工件放入浓度为21％的铝钝化液中钝化10分钟，使用纯水清洗后，取出烘干。
经过上述实施例得到的铝镀层呈银白色，表面光滑细致、无起皮开裂等现象。对镀铝膜后的磁体工件进行中性盐雾试验(ISO 9227-2006)，使用质量分数为5％的NaCl溶液在35℃下连续试验，120小时无锈发生。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种稀土永磁体表面快速真空镀铝方法，其特征在于，包括下列步骤：
S1、将磁体基件放置在管状溅射源中部的溅射腔内，所述溅射腔内壁具有铝靶材层；
S2、将所述溅射腔进行抽真空，然后通入工艺气体到预设压强值；
S3、对管状溅射源加负压并对磁体基件加正压进行溅射镀膜，同时驱动磁体基件旋转；
S4、镀膜结束后进行降温冷却，最后取出镀膜后的产品。
2.根据权利要求1所述的稀土永磁体表面快速真空镀铝方法，其特征在于，在S1中，预先将磁体基件进行清洗。
3.根据权利要求2所述的稀土永磁体表面快速真空镀铝方法，其特征在于，所述预先将磁体基件进行清洗具体包括先采用将磁体基件先进行硝酸酸洗，再用纯水超声波清洗后，用酒精脱水后晾干。
4.根据权利要求1所述的稀土永磁体表面快速真空镀铝方法，其特征在于，将磁体基件安装在所述溅射腔内的转架上，镀膜时对磁体基件和转架同时加正压，并通过转架带动磁体基件旋转。
5.根据权利要求1所述的稀土永磁体表面快速真空镀铝方法，其特征在于，在S2中，所述工艺气体为氩气。
6.根据权利要求1所述的稀土永磁体表面快速真空镀铝方法，其特征在于，在S2中，所述预设压强值为0.1～1Pa。
7.根据权利要求1所述的稀土永磁体表面快速真空镀铝方法，其特征在于，在S4中，冷却时向所述溅射腔内通入保护气体。
8.根据权利要求7所述的稀土永磁体表面快速真空镀铝方法，其特征在于，所述保护气体为氩气或氮气。
9.根据权利要求8所述的稀土永磁体表面快速真空镀铝方法，其特征在于，在S4中，将所述溅射腔内的气压调节至0.4～0.8个大气压。
10.根据权利要求1所述的稀土永磁体表面快速真空镀铝方法，其特征在于，还包括S5，将镀膜后的产品进行后处理，所述后处理采用阳极氧化法或化学钝化法。
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