CN113481558B

CN113481558B - 磁体表面处理方法及镀镍方法

Info

Publication number: CN113481558B
Application number: CN202110829709.2A
Authority: CN
Inventors: 张明鑫; 刘延斌; 曾庆业; 王宏雪; 董义; 袁易; 陈雅; 袁文杰
Original assignee: Baotou Tianhe Magnetic Materials Technology Co ltd
Current assignee: Baotou Tianhe Magnetic Materials Technology Co ltd
Priority date: 2021-07-22
Filing date: 2021-07-22
Publication date: 2023-04-28
Anticipated expiration: 2041-07-22
Also published as: CN113481558A

Abstract

本发明公开了一种磁体表面处理方法。该磁体表面处理方法包括如下步骤：将经过除油和酸洗后的磁体在活化液中处理，得到表面处理后的磁体；其中，所述活化液包含2～20g/L氟化氢铵，2～20g/L氨基磺酸、1～10g/L氯化钠和5～60g/L可溶性无机铝盐。采用该方法对磁体表面处理，能够提高磁体与镀层的结合力。本发明还公开了一种镀镍方法，该方法能够提高磁体与镍镀层之间的结合力。

Description

磁体表面处理方法及镀镍方法

技术领域

本发明涉及一种磁体表面处理方法及镀镍方法，特别涉及一种烧结钕铁硼磁体表面处理方法及镀镍方法。

背景技术

钕铁硼磁体因其优异的磁性能被广泛应用于通讯、计算机、军事、医疗等领域。但是，钕铁硼磁体的耐腐蚀性较差，极大限制了钕铁硼磁体的应用。目前主要采用镀层防护技术提高钕铁硼磁体的耐腐蚀性。

CN104805413A公开了一种钕铁硼永磁材料表面涂层的制备方法。该方法包括如下步骤：对钕铁硼烧结磁体表面处理，使磁体表面光滑、平整；将表面处理后的钕铁硼烧结磁体在硅酸钠水溶液中除油；将除油后的钕铁硼磁体在质量浓度为3～6％的硝酸水溶液中超声清洗；将硝酸水溶液清洗后的钕铁硼磁体在弱酸溶液中活化，弱酸溶液选自甲酸、乙酸、丙烯酸、草酸、柠檬酸、氨基磺酸、苯甲酸、乙二胺四乙酸中的一种或多种；将活化后钕铁硼烧结磁体氧化物沉积和热处理，得到表面覆盖涂层的钕铁硼永磁材料。该方法采用弱酸溶液对钕铁硼磁体的表面活化，这样活化后的钕铁硼磁体与镍镀层的结合力较弱。

CN102828210A公开了一种钕铁硼磁体离子液电镀锌镍合金的方法。该方法的前处理步骤中包括将酸洗后的钕铁硼磁体在20～25g/L烷基水杨酸，10～15g/L氟化氢铵混合液，室温活化30～40s，然后超声波水洗，浸锌，得到镀前处理的钕铁硼磁体。将镀前处理的钕铁硼磁电镀，得到电镀锌镍合金的钕铁硼。这样的活化方法不利于增强钕铁硼磁体与镍镀层的结合力。

CN106298220A公开了一种电机用烧结钕铁硼磁体的复合涂层的制备方法。该方法包括如下步骤：将烧结钕铁硼磁体采用清洗剂除油，然后酸洗，超声震荡去灰；用20～30g/L磺基水杨酸和10～20g/L氟化氢铵对处理过的磁体表面进行活化；对活化处理后的磁体用镀液进行镀镍处理。该方法活化后的磁体表面和镍镀层的结合力尚有待提高。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种磁体表面的处理方法，该方法处理后的磁体与镍镀层的结合力高。本发明的另一个目的在于提供一种镀镍方法，该方法能够提高镍镀层与磁体之间的结合力。

一方面，本发明提供了一种磁体表面处理方法，包括如下步骤：

将经过除油和酸洗后的磁体在活化液中处理，得到表面处理后的磁体；

其中，所述活化液包含2～20g/L氟化氢铵，2～20g/L氨基磺酸、1～10g/L氯化钠和5～60g/L可溶性无机铝盐。

根据本发明的磁体表面处理方法，优选地，所述可溶性无机铝盐为硫酸铝。

根据本发明的磁体表面处理方法，优选地，所述活化液由2～20g/L氟化氢铵，2～20g/L氨基磺酸，1～10g/L氯化钠，5～60g/L可溶性无机铝盐和水组成。

根据本发明的磁体表面处理方法，优选地，在10～60℃的条件下，将经过除油和酸洗后的磁体在活化液中处理5～30s。

根据本发明的磁体表面处理方法，优选地，还包括如下步骤：

将磁体在除油液中超声除油20～120s，然后进行2～5次水洗，得到除油后的磁体。

根据本发明的磁体表面处理方法，优选地，将除油后的磁体在1～10vol％的硝酸中酸洗10～50s，然后依次进行2～5次水洗和超声波水洗20～100s，得到除油和酸洗后的磁体。

根据本发明的磁体表面处理方法，优选地，还包括将表面处理后的磁体超声波水洗20～100s，得到待镀层磁体。

另一方面，本发明提供了一种镀镍方法，包括如下步骤：

将根据上述磁体表面处理方法得到的待镀层磁体采用滚筒电镀法镀镍。

根据本发明的镀镍方法，优选地，所述滚筒电镀法采用的电镀液包括10～90g/L氯化镍，150～350g/L硫酸镍，20～90g/L硼酸和0.005～0.3g/L十二烷基磺酸钠。

根据本发明的镀镍方法，优选地，电镀时间为0.5～5h，电流密度为0.1～1.5A/dm²，电镀液的pH值为2～6，电镀液的温度为30～80℃。

本发明将磁体通过包括氟化氢铵、氨基磺酸、氯化钠和可溶性无机铝盐的活化液处理后，使磁体表面与镀层之间的粘结力增强。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

<磁体表面处理方法>

本发明的磁体表面处理的方法包括采用活化液处理的步骤。在某些实施方式中，还包括预处理的步骤和后处理的步骤。本发明的磁体可以为烧结钕铁硼磁体。

采用活化液处理的步骤

将经过除油和酸洗后的磁体在活化液中处理，得到表面处理后的磁体。

本发明的活化液包括氟化氢铵，氨基磺酸，氯化钠和可溶性无机铝盐。活化液的溶剂为水。在某些实施方式中，活化液由氟化氢铵，氨基磺酸，氯化钠，可溶性无机铝盐和水组成。可溶性无机铝盐可以选自硫酸铝、氯化铝等。根据本发明的一个实施方式，可溶性无机铝盐为硫酸铝提供。经过这样组成的活化液表面处理后有助于提高磁体与镀层间的结合力。

在本发明的活化液中，氟化氢铵的浓度为2～20g/L；优选为3～15g/L；更优选为4～12g/L。氨基磺酸的浓度为2～20g/L；优选为3～15g/L；更优选为4～12g/L。氯化钠的浓度为1～10g/L；优选为3～8g/L；更优选为4～7g/L。可溶性无机铝盐的浓度为5～60g/L；优选为6～30g/L；更优选为8～25g/L。活化液中各物质处于上述浓度中时，能够提高表面处理后的磁体与镀层间的结合力。

在某些实施方式中，活化液中，氟化氢铵的浓度为2～20g/L，氨基磺酸的浓度为2～20g/L，氯化钠的浓度为1～10g/L，可溶性无机铝盐的浓度为5～60g/L。在另一些实施方式中，活化液中，氟化氢铵的浓度为3～15g/L，氨基磺酸的浓度为3～15g/L，氯化钠的浓度为3～8g/L，可溶性无机铝盐的浓度为6～30g/L。在再一些实施方式中，氟化氢铵的浓度为4～12g/L，氨基磺酸的浓度为4～12g/L，氯化钠的浓度为4～7g/L，可溶性无机铝盐的浓度为8～25g/L。

根据本发明的一个实施方式，活化液包含5g/L氟化氢铵，5g/L氨基磺酸、5g/L氯化钠和20g/L可溶性无机铝盐。根据本发明的另一个实施方式，活化液包含10g/L氟化氢铵，10g/L氨基磺酸、6g/L氯化钠和10g/L可溶性无机铝盐。

在本发明中，除油和酸洗后的磁体在活化液中处理。“处理”指使除油和酸洗后的磁体的表面浸润于活化液中。处理温度可以为10～60℃；优选为20～50℃；更优选为25～40℃。处理时间可以为5～30s；优选为10～20s；更优选为12～18s。这样有助于改善磁体的表面性能，提高表面处理后的磁体与镀层之间的结合力。

预处理的步骤

将磁体进行除油和酸洗，形成除油和酸洗后的磁体。

除油可以包括如下步骤：将磁体在除油液中超声除油，然后水洗，得到除油后的磁体。

除油液可以由常温除油剂配制而成。除油液的浓度可以为1～15wt％；优选为2～10wt％；更优选为3～8wt％。除油液的浓度是指除油液中除油剂的浓度。根据本发明的一个实施方式，常温除油剂为上海正益牌YB-5工业金属清洗剂。这样能够达到更好的除油效果，提高磁体与镀层之间的结合力。

超声除油的时间可以为20～120s；优选为30～100s；更优选为40～70s。这样能够达到更好的除油效果。

水洗的次数可以为2～5次；优选为2～4次；更优选为2～3次。水洗时间可以为30～120s；优选为35～100s；更优选为40～60s。每次水洗时间可以相同。这样能够将磁体表面的油性物质清洗干净。

酸洗可以包括如下步骤：将除油后的磁体在硝酸中酸洗，然后依次进行水洗和超声波水洗。

硝酸的浓度可以为1～10vol％；优选为2～8vol％；更优选为3～6vol％。

酸洗时间可以为10～50s；优选为20～40s；更优选为20～30s。

水洗可以进行2～5次；优选为2～4次；更优选为2～3次。水洗时间可以为10～90s；优选为20～70s；更优选为25～40s。

超声波水洗时间可以为20～100s；优选为30～80s；更优选为40～70s。

后处理的步骤

将表面处理后的磁体超声波水洗，得到待镀层磁体。

<镀镍方法>

将上述方法得到的待镀层磁体采用滚筒电镀法镀镍。在某些实施方式中，还包括制备待镀层磁体的步骤。制备待镀层磁体的步骤如前文所述，在此不再赘述。

滚筒电镀法采用的电镀液包括氯化镍，硫酸镍，硼酸和十二烷基磺酸钠。在某些实施方式中，电镀液由氯化镍、硫酸镍、硼酸、十二烷基磺酸钠和水组成。这样的电镀液的组成能够提高镀层与磁体之间的结合力。

本发明的电镀液中，氯化镍的浓度为10～90g/L；优选为20～70g/L；更优选为35～60g/L。硫酸镍的浓度为150～350g/L；优选为200～300g/L；更优选为230～280g/L。硼酸的浓度为20～90g/L；优选为30～70g/L；更优选为40～60g/L。十二烷基磺酸钠的浓度为0.005～0.3g/L；优选为0.01～0.15g/L；更优选为0.03～0.1g/L。上述物质在这样的浓度范围内，能够提高镀层与磁体之间的结合力。

在某些实施方式中，电镀液中，氯化镍的浓度为10～90g/L，硫酸镍的浓度为150～350g/L，硼酸的浓度为20～90g/L，十二烷基磺酸钠的浓度为0.005～0.3g/L。在另一些实施方式中，电镀液中，氯化镍的浓度为20～70g/L，硫酸镍的浓度为200～300g/L，硼酸的浓度为30～70g/L，十二烷基磺酸钠的浓度为0.01～0.15g/L。在再一些实施方式中，电镀液中，氯化镍的浓度为35～60g/L，硫酸镍的浓度为230～280g/L，硼酸的浓度为40～60g/L，十二烷基磺酸钠的浓度为0.03～0.1g/L。

电镀液的pH可以为2～6；优选为3～5；更优选为4～5。电镀液的温度可以为30～80℃；优选为40～70℃；更优选为45～60℃。电镀时间可以为0.5～5h；优选为1～4h；更优选为1.5～3h。电流密度可以为0.1～1.5A/dm²；优选为0.2～1.0A/dm²；更优选为0.3～0.7A/dm²。这样的电镀条件能够提高镀层与磁体之间的结合力。

镀层的厚度可以为5～20μm；优选为7～15μm；更优选为8～12μm。

以下实施例和比较例使用的测试方法说明如下：

结合力：按照GB/T 5210-2006的规定，采用拉伸实验法测量镀层与基体之间的结合力。

以下实施例和比较例使用的原料说明如下：

常温除油剂：上海正益牌YB-5工业金属清洗剂

制备例1～2和制备比较例1～5

(1)将常温除油剂配制成浓度为5wt％的除油液。将17×13.5×2.8mm的烧结钕铁硼永磁体3kg超声除油45s，然后进行三次水洗，三次水洗时间共计45s，得到除油后的磁体。

(2)将除油后的磁体在4vol％的硝酸中酸洗25s，然后进行二次水洗，二次水洗时间共计30s；将二次水洗后的磁体超声波水洗50s，得到除油和酸洗后的磁体。

(3)将除油和酸洗后的磁体放入活化液中，在30℃下处理15s，得到表面处理后的磁体；将表面处理后的磁体超声水洗50s，得到待镀层磁体。活化液以水为溶剂，溶质的组成如表1所示。

表1

实施例1～2和比较例1～5

将待镀层磁体采用滚筒电镀法镀镍。电镀液由氯化镍50g/L，硫酸镍250g/L，硼酸50g/L，十二烷基磺酸钠0.05g/L和水组成。电镀液的pH为4.5，电镀液的温度为50℃，电流密度为0.4A/dm²，电镀时间为2h。镀层厚度为10μm。

所得镀镍磁体的性能如表2所示。

表2

本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。

Claims

1.一种磁体表面处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

其中，所述活化液由2～20g/L氟化氢铵，2～20g/L氨基磺酸、1～10g/L氯化钠、5～60g/L硫酸铝和水组成。

2.根据权利要求1所述的磁体表面处理方法，其特征在于，在10～60℃的条件下，将经过除油和酸洗后的磁体在活化液中处理5～30s。

3.根据权利要求1所述的磁体表面处理方法，其特征在于，还包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的磁体表面处理方法，其特征在于，还包括如下步骤：

将除油后的磁体在1～10vol％的硝酸中酸洗10～50s，然后依次进行2～5次水洗和超声波水洗20～100s，得到除油和酸洗后的磁体。

5.根据权利要求1所述的磁体表面处理方法，其特征在于，还包括将表面处理后的磁体超声波水洗20～100s，得到待镀层磁体。

6.一种镀镍方法，其特征在于，包括如下步骤：

将根据权利要求5所述的磁体表面处理方法得到的待镀层磁体采用滚筒电镀法镀镍。

7.根据权利要求6所述的镀镍方法，其特征在于，所述滚筒电镀法采用的电镀液包括10～90g/L氯化镍，150～350g/L硫酸镍，20～90g/L硼酸和0.005～0.3g/L十二烷基磺酸钠。

8.根据权利要求6所述的镀镍方法，其特征在于，电镀时间为0.5～5h，电流密度为0.1～1.5A/dm²，电镀液的pH值为2～6，电镀液的温度为30～80℃。