CN112813474A - 一种改善钕铁硼磁体表面剪切力的工艺 - Google Patents

一种改善钕铁硼磁体表面剪切力的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改善钕铁硼磁体表面剪切力的工艺，通过用金刚砂砂轮加工钕铁硼表面，金刚砂砂轮由砂轮基体、镍钴合金层及金刚砂磨料构成，砂轮基体的材料为不锈钢，金刚砂磨料由60目的金刚砂、80目的金刚砂和120目的金刚砂混合而成，且60目的金刚砂、80目的金刚砂和120目的金刚砂的质量之比为1：1：1，60目的金刚砂、80目的金刚砂和120目的金刚砂固定在镍钴合金层上且无序分布，在钕铁硼上形成无规则分布的粗细不一致的刀丝印迹，后续通过低成本的酸洗工艺来除锈；优点是在增加钕铁硼磁体表面的结合面积后，采用常规的成本较低的酸洗工艺取代现有的成本较高的喷砂工艺来进行除锈，工艺过程简单，成本较低，且表面剪切力可以显著提高。

Description

一种改善钕铁硼磁体表面剪切力的工艺
技术领域
本发明涉及一种改善钕铁硼磁体表面剪切力技术，尤其是涉及一种改善钕铁硼磁体表面剪切力的工艺。
背景技术
由于钕铁硼材料性质活跃，极易氧化，故此在烧结钕铁硼制备出来后，需要在其表面生成防护层以避免其氧化，保证其使用性能。当前，在烧结钕铁硼表面生成防护层的主要方法为电镀。为了避免在后期使用过程中防护层从烧结钕铁硼上脱落，在进行电镀之前需要让烧结钕铁硼具有较大的表面剪切力，由此来保证烧结钕铁硼与电镀工艺形成的防护层之间具有较大的结合力。
专利号为201410257645.3的中国专利中公开了一种提高烧结钕铁硼磁体与电镀层结合力的方法。该方法通过在磁体入槽电镀前对烧结钕铁硼磁体采用干式喷砂法去除氧化层，不使用酸洗的方法去除氧化层，再结合电镀入槽时的大电流冲击电镀来增强电镀层与磁体间结合力，具体包括下述步骤：①、将钕铁硼磁体倒角，控制倒角后R角在0.2-1.2mm；②、水洗倒角后的产品，再放进温度为40-70℃的除油液里，超声除油15-50mins后取出；再以40-70℃的热水清洗干净；③、将经步骤②处理后的产品于60-180℃下的烘箱中烘干；④、将烘干后的产品放入全封闭干式喷砂机里，加入砂粒，调节喷砂工作压力0.3-0.9MPa，开始喷砂，控制喷削量在10-30μm；⑤、将喷砂处理后的产品放入盛有流动水的超声清洗机里清洗30-180s；然后放入浓度为2-5wt％活化液里活化30-90s；再放入盛有流动水的超声清洗机里清洗30-180s；⑥将超声水洗后的产品再经两道去离子水清洗后，立即放入电镀液中施镀，初始电流密度为0.8-3.2A/dm2，并维持时间10-30mins后，再将电流调整到0.2-0.8A/dm2。
上述专利所示方法通过使用喷砂工艺除锈来增加了磁体表面粗糙度，由此提高表面剪切力和镀层结合力。但是，喷砂工艺不但工艺过程比较复杂，工艺成本较高，而且其除锈能力较弱，无法完全除锈，以致磁体表面剪切力提高并不明显，最终镀层与磁体之间的结合力提高比较有限。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺过程简单，成本较低，且表面剪切力可以显著提高的改善钕铁硼磁体表面剪切力的工艺。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种改善钕铁硼磁体表面剪切力的工艺，包括以下步骤：
(1)用金刚砂砂轮加工钕铁硼表面，所述的金刚砂砂轮由砂轮基体、镍钴合金层及金刚砂磨料构成，所述的砂轮基体的材料为不锈钢，所述的镍钴合金层通过采用电沉积的方法将镍钴合金沉积在所述的砂轮基体的表面，所述的金刚砂磨料由60目的金刚砂、80目的金刚砂和120目的金刚砂混合而成，且60目的金刚砂、80目的金刚砂和120目的金刚砂的质量之比为1：1：1，60目的金刚砂、80目的金刚砂和120目的金刚砂固定在镍钴合金层上且无序分布，由此在钕铁硼上形成无规则分布的粗细不一致的刀丝印迹；
(2)对步骤(1)得到的钕铁硼进行倒角，控制倒角后R角在0.3-0.6mm；
(3)将步骤(2)得到的钕铁硼放置在除油液中进行超声波除油处理，洗去钕铁硼表面油污，超声波除油处理的条件为：温度50±5℃，时间90±15s，PH：11-14；
(4)将步骤(3)得到的钕铁硼放置在清水中进行第一次超声波清洗处理，洗去钕铁硼表面残留的除油液，第一次超声波清洗处理条件为：时间180±15s；
(5)将步骤(4)得到的钕铁硼放置在酸洗液中进行酸洗处理，洗去钕铁硼表面的锈迹，酸洗处理条件为：温度30±5℃，时间120±15s，PH：0.3-0.9；
(6)将步骤(5)得到的钕铁硼放置在清水中进行第二次超声波清洗处理，洗去钕铁硼表面残留的酸洗液，第二次超声波清洗处理处理条件为：时间180±15s；
(7)将步骤(6)得到的钕铁硼置于XH-6磷化液中进行磷化处理，磷化处理条件为：温度40±5℃，时间600±10s，PH：1.5-3.5；
(8)将步骤(7)得到的钕铁硼放置在清水中洗去残留在钕铁硼表面未反应的磷化液的杂质，处理条件为：时间80±15s；
(9)将步骤(8)得到的钕铁硼置于封闭液中进行钝化闭合处理，得到钕铁硼磁体，钝化闭合处理条件为：时间180±15s，PH：1-3；
(10)将步骤(9)得到的钕铁硼磁体放置在清水中进行第三次超声波清洗处理，洗去残留在钕铁硼磁体表面未反应的封闭液的杂质，处理条件为：时间180±15s；
(11)对步骤(10)得到的钕铁硼磁体进行风干处理，风干温度为120±20℃。
与现有技术相比，本发明的优点在于通过用金刚砂砂轮加工钕铁硼表面，金刚砂砂轮由砂轮基体、镍钴合金层及金刚砂磨料构成，砂轮基体的材料为不锈钢，镍钴合金层通过采用电沉积的方法将镍钴合金沉积在砂轮基体的表面，金刚砂磨料由60目的金刚砂、80目的金刚砂和120目的金刚砂混合而成，且60目的金刚砂、80目的金刚砂和120目的金刚砂的质量之比为1:1:1，60目的金刚砂、80目的金刚砂和120目的金刚砂固定在镍钴合金层上且无序分布，由此在钕铁硼上形成无规则分布的粗细不一致的刀丝印迹，提高钕铁硼表面粗糙度，后续将酸洗工艺和磷化工艺相结合，先通过低成本的酸洗工艺来除锈，然后通过磷化工艺进行处理使磷化层附着在钕铁硼上，由于钕铁硼具有无规则分布的粗细不一致的刀丝印迹，增大了磷化层与钕铁硼之间的结合面积，使两者结合更加牢固，由此最终得到的钕铁硼磁体具有较高的表面剪切力，整体结合力较强，由此本发明的工艺先采用特制的金刚砂砂轮加工钕铁硼表面，在增加钕铁硼表面的结合面积后，可以采用常规的成本较低酸洗工艺取代现有的成本较高的喷砂工艺来进行除锈，工艺过程简单，成本较低，且表面剪切力可以显著提高。
附图说明
图1为本发明的改善钕铁硼磁体表面剪切力的工艺中金刚砂砂轮的金刚砂磨料分布示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例：一种改善钕铁硼磁体表面剪切力的工艺，包括以下步骤：
(1)用金刚砂砂轮加工钕铁硼表面，金刚砂砂轮由砂轮基体、镍钴合金层及金刚砂磨料构成，砂轮基体的材料为不锈钢，镍钴合金层通过采用电沉积的方法将镍钴合金沉积在砂轮基体的表面，金刚砂磨料由60目的金刚砂、80目的金刚砂和120目的金刚砂混合而成，且60目的金刚砂、80目的金刚砂和120目的金刚砂的质量之比为1:1:1，60目的金刚砂、80目的金刚砂和120目的金刚砂固定在镍钴合金层上且无序分布，如图1所示；
(2)对步骤(1)得到的钕铁硼进行倒角，控制倒角后R角在0.3-0.6mm；
(3)将步骤(2)得到的钕铁硼放置在除油液中进行超声波除油处理，洗去钕铁硼表面油污，超声波除油处理的条件为：温度50±5℃，时间90±15s，PH：11-14；
(4)将步骤(3)得到的钕铁硼放置在清水中进行第一次超声波清洗处理，洗去钕铁硼表面残留的除油液，第一次超声波清洗处理条件为：时间180±15s；
(5)将步骤(4)得到的钕铁硼放置在酸洗液中进行酸洗处理，洗去钕铁硼表面的锈迹，酸洗处理条件为：温度30±5℃，时间120±15s，PH：0.3-0.9；
(6)将步骤(5)得到的钕铁硼放置在清水中进行第二次超声波清洗处理，洗去钕铁硼表面残留的酸洗液，第二次超声波清洗处理处理条件为：时间180±15s；
(7)将步骤(6)得到的钕铁硼置于XH-6磷化液中进行磷化处理，磷化处理条件为：温度40±5℃，时间600±10s，PH：1.5-3.5；
(8)将步骤(7)得到的钕铁硼放置在清水中洗去残留在钕铁硼表面未反应的磷化液的杂质，处理条件为：时间80±15s；
(9)将步骤(8)得到的钕铁硼置于封闭液中进行钝化闭合处理，得到钕铁硼磁体，钝化闭合处理条件为：时间180±15s，PH：1-3；
(10)将步骤(9)得到的钕铁硼磁体放置在清水中进行第三次超声波清洗处理，洗去残留在钕铁硼磁体表面未反应的封闭液的杂质，处理条件为：时间180±15s；
(11)对步骤(10)得到的钕铁硼磁体进行风干处理，风干温度为120±20℃。
以下设置几个对比例，结合实验来验证对本发明的工艺的优异性能。在相同的工艺条件下，分别采用200目金刚砂砂轮、100目金刚砂砂轮和本发明的金刚砂砂轮来制备钕铁硼磁体，并分别选取10片产品，测试这三种金刚砂砂轮对应的钕铁硼磁体的粗糙度水平，以及在115℃高温中的剪切力水平，其中粗糙度测试方法为：使用标准块调校触针式表面粗糙度测量仪，调校完成后测试钕铁硼磁体，测量时仪器触针尖端在被测钕铁硼磁体表面垂直于刀丝印迹方向的截面上做水平移动测试，记录仪器测出的粗糙度值。剪切力测试方法为：将钕铁硼磁体使用DELOMONOPOX 1197粘合剂粘贴在检具上，记录粘合面积A，粘合层厚度保证在200μm以上，确保钕铁硼磁体附有粘合剂，然后先在150℃中固化40分钟后在室温保存24小时，再将检具与钕铁硼磁体加热至120℃后保持120℃加热60分钟，最后使钕铁硼磁体降温至115℃时使用万能拉伸机，对钕铁硼磁体施加压力，测试速度为10mm/min，记录钕铁硼磁体与检具分离时的最大剪切力Fmax，采用公式计算单位面积剪切力τB＝Fmax/A。三种金刚砂轮下钕铁硼磁体的具体测试数据如表1所示：
表1
Figure BDA0002864693930000051
分析表1可知：粗糙度与单位面积剪切力的大小成正相关性，本发明相对于现有的采用常规金刚砂砂轮的工艺可以显著增加钕铁硼磁体的表面粗糙度，从而大幅度提升钕铁硼磁体的单位面积剪切力。

Claims (1)

1.一种改善钕铁硼磁体表面剪切力的工艺，其特征在于包括以下步骤：
(1)用金刚砂砂轮加工钕铁硼表面，所述的金刚砂砂轮由砂轮基体、镍钴合金层及金刚砂磨料构成，所述的砂轮基体的材料为不锈钢，所述的镍钴合金层通过采用电沉积的方法将镍钴合金沉积在所述的砂轮基体的表面，所述的金刚砂磨料由60目的金刚砂、80目的金刚砂和120目的金刚砂混合而成，且60目的金刚砂、80目的金刚砂和120目的金刚砂的质量之比为1：1：1，60目的金刚砂、80目的金刚砂和120目的金刚砂固定在镍钴合金层上且无序分布，由此在钕铁硼上形成无规则分布的粗细不一致的刀丝印迹；
(2)对步骤(1)得到的钕铁硼进行倒角，控制倒角后R角在0.3-0.6mm；
(3)将步骤(2)得到的钕铁硼放置在除油液中进行超声波除油处理，洗去钕铁硼表面油污，超声波除油处理的条件为：温度50±5℃，时间90±15s，PH：11-14；
(4)将步骤(3)得到的钕铁硼放置在清水中进行第一次超声波清洗处理，洗去钕铁硼表面残留的除油液，第一次超声波清洗处理条件为：时间180±15s；
(5)将步骤(4)得到的钕铁硼放置在酸洗液中进行酸洗处理，洗去钕铁硼表面的锈迹，酸洗处理条件为：温度30±5℃，时间120±15s，PH：0.3-0.9；
(6)将步骤(5)得到的钕铁硼放置在清水中进行第二次超声波清洗处理，洗去钕铁硼表面残留的酸洗液，第二次超声波清洗处理处理条件为：时间180±15s；
(7)将步骤(6)得到的钕铁硼置于XH-6磷化液中进行磷化处理，磷化处理条件为：温度40±5℃，时间600±10s，PH：1.5-3.5；
(8)将步骤(7)得到的钕铁硼放置在清水中洗去残留在钕铁硼表面未反应的磷化液的杂质，处理条件为：时间80±15s；
(9)将步骤(8)得到的钕铁硼置于封闭液中进行钝化闭合处理，得到钕铁硼磁体，钝化闭合处理条件为：时间180±15s，PH：1-3；
(10)将步骤(9)得到的钕铁硼磁体放置在清水中进行第三次超声波清洗处理，洗去残留在钕铁硼磁体表面未反应的封闭液的杂质，处理条件为：时间180±15s；
(11)对步骤(10)得到的钕铁硼磁体进行风干处理，风干温度为120±20℃。
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