CN115440462A - 一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及磁性材料加工领域,具体公开了一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片及其制造方法,该磁体圆片包括烧结钕铁硼磁体圆片基体和烧结钕铁硼磁体圆片表面的防护镀层,制造方法为:将烧结钕铁硼磁体圆片基体进行除油除锈后,对其表面进行预处理:预处理剂为乙醇10‑20%、磷酸二氢锌3‑5%、亚甲基双萘磺酸钠2‑5%、含氟表面活性剂1‑3%、聚天冬氨酸1‑3%、氨基磺酸1‑2%、苹果酸0.5‑1.5%、草酸0.5‑1.5%、余量水,预处理后进行电镀工艺形成防护镀层。经过本申请处理的烧结钕铁硼磁体圆片基体表面界面张力低,与防护镀层结合力强,具有优异的耐腐蚀性,形成一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片。

Description

一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片及其制造方法
技术领域
本申请涉及磁性材料加工领域,更具体地说,它涉及一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片及其制造方法。
背景技术
烧结钕铁硼(Nd-Fe-B)磁体材料是以Nd2Fe14B为主相成分的永磁材料,具有较高的剩磁、矫顽力和最大磁能积,综合磁性能优良,是目前使用范围最广的磁性材料,被广泛应用于电子、电力机械、医疗器械、玩具、包装、五金机械、航天航空等领域,较常见的有永磁电机、扬声器、磁选机、计算机磁盘驱动器、磁共振成像设备仪表等。
烧结钕铁硼磁体材料通常采用粉末冶金法进行生产,主要由三个相组成:主相Nd2Fe14B、富钕相和富硼相,烧结钕铁硼磁体材料的富钕相分布于晶界的交隅处或主相(Nd2Fe14B)的晶界上,基体间由无数个细小的主相颗粒与晶界相组成,而处于晶界面的钕又是化学活性最高的元素之一,使得烧结钕铁硼磁体的晶界面容易被氧化,且钕的标准电势E0(Nd3+/Nd)=-2.431V,使得烧结钕铁硼磁体材料各相之间电化学位相差较大,容易造成电化学腐蚀,影响了烧结钕铁硼磁体材料的使用。
目前,烧结钕铁硼磁体材料的防腐蚀保护主要还是以在烧结钕铁硼磁体表面设置表面防护层为主要方法,其中,最为常用的方法为镀层保护法,镀层保护法是通过在烧结钕铁硼磁体表面镀镍、锌、铜等金属层,来减少烧结钕铁硼磁体与环境中的水、氧气以及腐蚀溶液等物质直接接触,从而提高烧结钕铁硼磁体的耐腐蚀性能,以达到磁体表面防护的作用。
镀锌层相对其他镀层来说具有电镀方式简单、电镀成本低的优势,在烧结钕铁硼磁体表面处理行业取得了广泛的应用,目前常用的电镀锌方法有两种,第一种是硫酸锌镀层,因为电镀液中不含氯离子,因此对磁体表面腐蚀性小,形成的镀层与磁体的结合力较好,但是硫酸锌的分子量较大,电镀时分散不均匀,使得镀层粗糙不均匀,因而使得磁体的耐腐蚀性差;第二种是氯化锌镀层,氯化锌电镀液稳定,形成的镀层细腻,但是其中的氯离子容易对磁体表面造成腐蚀,影响镀层与磁体的结合力,使得磁体的耐腐蚀性降低,因此在镀锌层对于烧结钕铁硼磁体的结合力和耐腐蚀性需要提升。
发明内容
为了解决镀锌工艺在烧结钕铁硼磁体表面形成的镀锌层与磁体的结合力较差,使得烧结钕铁硼磁体的耐腐蚀性能下降的问题,本申请提供一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片及其制造方法。
第一方面,本申请提供一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片,采用如下的技术方案:一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片,包括烧结钕铁硼磁体圆片基体和所述烧结钕铁硼磁体圆片基体表面的防护镀层,所述防护镀层从内至外依次包括第一镀层和第二镀层,第一镀层的厚度为4-8μm,第二镀层的厚度为6-10μm。
通过采用上述技术方案,首先在烧结钕铁硼磁体圆片基体表面形成均匀、粗糙且结合力强的第一镀层,第一镀层厚度为4-8μm,使得第一镀层稳定结合于烧结钕铁硼磁体圆片基体表面,后在第一镀层表面形成致密、结合力强的第二镀层,第二镀层的厚度为6-10μm,使得第二镀层稳定附着于第一镀层表面,提升了第一镀层与第二镀层的结合稳定性,形成具有结合力强的防护镀层,提升了烧结钕铁硼磁体圆片的耐腐蚀性。
第二方面,本申请提供的一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片的制造方法,采用如下的技术方案:
一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片的制造方法,包括以下处理步骤:
S1:除油除锈:将烧结钕铁硼磁体圆片基体采用除油除锈剂进行清洗,清洗后水洗干燥;
S2:预处理:将干燥后的烧结钕铁硼磁体圆片基体使用预处理剂进行超声波浸泡处理并水洗,预处理剂由以下重量百分比的组分组成:乙醇10-20%、磷酸二氢锌3-5%、亚甲基双萘磺酸钠2-5%、含氟表面活性剂1-3%、聚天冬氨酸1-3%、氨基磺酸1-2%、苹果酸0.5-1.5%、草酸0.5-1.5%、余量水;
S3:第一次电镀处理:使用第一电镀液对预处理后的烧结钕铁硼磁体圆片基体进行电镀处理,形成第一镀层;
S4:第二次电镀处理:使用第二电镀液对经过S3处理后的烧结钕铁硼磁体圆片基体进行处理电镀处理,形成第二镀层;
S5:固化:将S4中处理后的烧结钕铁硼磁体圆片置于烘箱中进行干燥固化,烘烤温度为55-75℃,烘烤时间为20-40min。
通过采用上述技术方案,首先对烧结钕铁硼磁体圆片基体表面的油污、脏污以及金属氧化物进行处理,使得烧结钕铁硼磁体圆片基体表面洁净度高,不会影响镀层与磁体圆片表面的结合力;再通过预处理剂对烧结钕铁硼磁体圆片基体进行预处理,其中亚甲基双萘磺酸盐和含氟表面活性剂有效降低预处理剂与烧结钕铁硼磁体圆片基体接触面的界面张力,在烧结钕铁硼磁体圆片基体表面形成连续致密的润湿薄膜,使得预处理剂均匀稳定地分散和平铺于烧结钕铁硼磁体圆片基体表面;通过磷酸二氢锌和聚天冬氨酸复配形成的缓蚀体系,再通过优选比例复配氨基磺酸、草酸和苹果酸形成稳定的均匀腐蚀体系,在亚甲基双萘磺酸盐和含氟表面活性剂的均匀润湿作用下,对烧结钕铁硼磁体圆片基体表面进行均匀的活化和表面腐蚀,以将烧结钕铁硼磁体圆片基体表面本身形成的金属氧化膜均匀腐蚀去除,减少后续电镀时出现结合力差或者镀层起皮、鼓泡的问题,在亚甲基双萘磺酸盐和含氟表面活性剂与乙醇的协同作用下,预处理剂沿着烧结钕铁硼磁体圆片基体表面进行均匀渗透,进而使得烧结钕铁硼磁体圆片基体表面形成均匀排布的新的腐蚀孔,有效均匀降低腐蚀孔的界面张力,使得预处理后的烧结钕铁硼磁体圆片基体的界面能降低,使得后续的第一电镀液在烧结钕铁硼磁体圆片基体的表面易于延展、附着。
优选的,所述含氟表面活性剂为全氟辛酸钠、全氟辛基磺酸钠、全氟辛基磺酸钾、全氟辛基磺酸胺中的至少两种,亚甲基双萘磺酸钠与含氟表面活性剂的质量比为2:(1-1.5)。
通过采用上述技术方案,含氟表面活性剂由于其特殊的亲水亲油的分子结构,使其具有最高的表面活性,因此具有优良的降低表面张力作用和润湿渗透作用,优选的,本申请采用优选配比的全氟辛酸钠和全氟辛基磺酸钾复配,以提升预处理剂的润湿渗透性,再通过与亚甲基双萘磺酸钠的协同作用,在烧结钕铁硼磁体圆片基体表面形成均匀的润湿薄膜,以降低烧结钕铁硼磁体圆片基体表面的界面张力,有助于提升后续电镀过程中第一电镀液与烧结钕铁硼磁体圆片基体表面的均匀结合性,以使得电镀液快速均匀分散于烧结钕铁硼磁体圆片基体表面,形成均匀的第一镀层。
优选的,所述预处理剂中,磷酸二氢锌、聚天冬氨酸、氨基磺酸、草酸、苹果酸的质量比为3:(1-1.5):(1-1.2):(0.5-0.9):(0.5-0.9)。
磷酸二氢锌和聚天冬氨酸为缓蚀体系,氨基磺酸、草酸、苹果酸为均匀腐蚀体系,通过磷酸二氢锌和聚天冬氨酸形成的缓蚀体系与氨基磺酸、草酸、苹果酸形成的均匀腐蚀体系的较优配比,以对烧结钕铁硼磁体圆片基体表面进行缓蚀及均匀腐蚀,以使得烧结钕铁硼磁体圆片基体表面形成均匀分布的腐蚀孔,提升了第一镀层在烧结钕铁硼磁体圆片基体表面的附着均匀性和结合力稳定性,电镀第一电镀液时,第一电镀液中的锌离子稳定附着于均匀的腐蚀表面,形成致密的第一镀层,提升了第一镀层与烧结钕铁硼磁体圆片基体表面结合致密性,提升了第一镀层的耐腐蚀性。
优选的,预处理的时间为50-150s,温度为40-50℃,超声波功率密度为0.4-0.8W/cm2
通过采用上述技术方案,使用优选的预处理温度,使得预处理剂更好地润湿渗透烧结钕铁硼磁体圆片基体表面,并对烧结钕铁硼磁体圆片基体表面进行均匀腐蚀,温度过低时,预处理剂与烧结钕铁硼磁体圆片基体表面的界面张力增大,使得预处理剂不能很好地对磁体圆片表面进行润湿和渗透,当温度过高时,预处理剂对烧结钕铁硼磁体圆片基体表面的腐蚀性增强,易使得烧结钕铁硼磁体圆片基体表面产生连续点腐蚀,容易出现腐蚀不均匀的现象,影响后续第一镀层的均匀结合性;将超声波功率密度控制在一定的范围内,使得预处理剂稳定均匀地进行腐蚀和润湿渗透,以提升对于烧结钕铁硼磁体圆片基体表面活化和均匀腐蚀的效果。
优选的,所述除油除锈剂由以下重量百分比的组分组成:异构十三醇聚氧乙烯醚6-10%、氨基三亚甲基膦酸4-8%、三乙醇胺4-6%、硫酸亚铁2.5-5%、碳酸氢钠2.5-4%、柠檬酸钠1.5-3%、柠檬酸1-2.5%、余量水,清洗时间5-10min,清洗温度40-60℃,pH为8-10。
通过采用上述技术方案,以去除烧结钕铁硼磁体圆片基体在加工过程中产生的油污、脏污以及氧化物杂质,提升烧结钕铁硼磁体圆片基体表面的洁净度,本申请采用弱碱性的除油除锈剂,以减少对烧结钕铁硼磁体圆片基体表面的腐蚀,减少了损伤,且除油除锈一次完成,减少了前处理工序,降低了加工成本。
优选的,S3中,第一电镀液以下重量百分比的组分组成:硫酸锌20-30%、硫酸铵3-5%、柠檬酸钠2.5-4%、柠檬酸1.5-2.5%、丙二醇1-2%、余量水。
通过采用上述技术方案,对预处理后的烧结钕铁硼磁体圆片基体进行第一次电镀处理,在烧结钕铁硼磁体圆片基体表面形成分布均匀且结合力好的第一镀层,其中优选的,第一镀层为硫酸锌体系镀层,通过预处理剂的预处理,使得烧结钕铁硼磁体圆片基体表面形成了具有低界面张力和腐蚀孔大小均匀的腐蚀界面,提升了第一电镀液在烧结钕铁硼磁体圆片基体表面的分散性,当第一电镀液进行电镀时,第一电镀液均匀分散至腐蚀界面,进而进行均匀附着形成第一镀层,进而提升了第一镀层在烧结钕铁硼磁体圆片基体表面的结合力和均匀致密性,进而提升了磁体圆片的耐蚀性。
优选的,第一电镀液的pH为4.5-6.5,电镀时间为20-40min,电镀温度为20-35℃,电流密度为1-2A/dm2
通过采用上述技术方案,第一电镀液的pH控制在4.5-6.5,使得形成的第一镀层稳定性更好,当pH过低时,易对磁烧结钕铁硼磁体圆片基体造成腐蚀,当pH过高时,镀层形成速度慢且形成的镀膜厚度不均匀;将第一电镀液的电镀电流密度控制在1-2A/dm2,使得第一电镀液在烧结钕铁硼磁体圆片基体表面匀速形成致密镀层,当电流密度较小时,镀层形成速度慢,当电流密度较大时,镀层较快沉积于烧结钕铁硼磁体圆片基体表面,且形成的镀层粗糙不均匀。
优选的,S4中,第二电镀液由以下重量百分比的组分组成:氯化锌15-25%、氯化钾2-5%、肌醇六磷酸钠1-3%、苯并三氮唑1-2.5%、全氟辛酸钠0.5-1.5%、余量水。
通过采用上述技术方案,对烧结钕铁硼磁体圆片基体进行第二次电镀处理,使得烧结钕铁硼磁体圆片基体表面形成致密、结合力强且耐磨的第二镀层,其中第二镀层为氯化锌体系镀层,由于氯化锌体系对烧结钕铁硼磁体圆片基体表面腐蚀性较大,因此加入苯并三氮唑作为金属缓蚀剂,苯并三氮唑与金属锌离子形成极薄的金属沉淀膜,当第二电镀液进行电镀时,在全氟辛酸钠的润湿作用下,使得烧结钕铁硼磁体圆片基体表面的界面张力降低,金属沉淀膜均匀分散于烧结钕铁硼磁体圆片基体表面,以降低第二电镀液分散不均而对烧结钕铁硼磁体圆片基体表面造成的腐蚀性,进而使得第二镀层均匀稳定结合于第一镀层,在降低腐蚀性的同时提升了第二镀层与第一镀层的结合稳定性。
优选的,第二电镀液的pH为5-6.5,电镀时间为30-60min,电镀温度为20-35℃,电流密度为0.5-1.5A/dm2
通过采用上述技术方案,第二电镀液的电流密度比第一电镀液的电流密度小,使得第二镀层的形成速度比第一镀层的形成速度慢,一方面,有助于降低第二电镀液对于烧结钕铁硼磁体圆片基体表面的腐蚀,另一方面,使得第二电镀液均匀缓慢地在第一镀层上形成更为致密均匀的第二镀层,以提升烧结钕铁硼磁体圆片基体表面形成的镀层的结合力,进而提升烧结钕铁硼磁体圆片的耐腐蚀性。
综上所述,本申请具有以下有益效果:
1、本申请的耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片,通过在第一次电镀处理之前采用预处理剂对烧结钕铁硼磁体圆片基体进行表面预处理,采用亚甲基双萘磺酸盐和含氟表面活性剂的协同作用,以降低烧结钕铁硼磁体圆片基体表面的界面张力,使得预处理剂均匀分散于烧结钕铁硼磁体圆片基体表面形成润湿薄膜,再采用较优比的磷酸二氢锌和聚天冬氨酸形成的缓蚀体系与氨基磺酸、草酸和苹果酸四种有机酸形成稳定的均匀腐蚀体系协同作用,对烧结钕铁硼磁体圆片基体表面进行均匀腐蚀以形成稳定大小分布均匀的腐蚀孔,后将烧结钕铁硼磁体圆片基体进行第一次电镀处理,当第一电镀液接触烧结钕铁硼磁体圆片基体时,由于烧结钕铁硼磁体圆片基体表面的低界面张力,使得第一电镀液均匀分散至烧结钕铁硼磁体圆片基体表面,进而形成分布均匀致密的第一镀层,进一步提升了第一镀层在烧结钕铁硼磁体圆片基体表面的结合稳定性和耐腐蚀性。
2、本申请中的第二电镀液采用苯并三氮唑、全氟辛酸钠与氯化锌电镀体系的复配使用,在全氟辛酸钠的润湿作用下,苯并三氮唑与第二电镀液中的锌离子形成的金属离子沉淀膜均匀附着于第一镀层,降低了氯化锌体系对于烧结钕铁硼磁体圆片基体的腐蚀性,进而形成稳定致密、结合力强的第二镀层,提升了第二镀层的结合稳定性,进一步提升了烧结钕铁硼磁体圆片的耐腐蚀性。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例
实施例1
一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片,通过如下步骤制得:
S1:除油除锈:采用20wt%除油除锈剂对烧结钕铁硼磁体圆片基体进行清洗,除油除锈剂由以下重量的组分组成:1.6kg份异构十三醇聚氧乙烯醚、1.2kg氨基三亚甲基膦酸、0.5kg硫酸亚铁、0.5kg碳酸氢钠、0.4kg柠檬酸钠、0.24kg柠檬酸、15.56kg水,清洗时间为5min,清洗温度为50℃,清洗干净后水洗,水洗后进行干燥;
S2:预处理:采用预处理剂对干燥后的烧结钕铁硼磁体圆片基体进行超声波浸泡处理,预处理剂由以下重量的组分组成:2kg乙醇、0.6kg磷酸二氢锌、0.4kg亚甲基双萘磺酸钠、0.3kg全氟辛酸钠、0.3kg全氟辛基磺酸钾、0.6kg聚天冬氨酸、0.2kg氨基磺酸、0.3kg草酸、0.3kg苹果酸、15kg水,预处理的时间为50s,温度为40℃,超声波功率密度为0.4W/cm2,后进行水洗;
S3:第一次电镀处理:采用第一电镀液对预处理后的烧结钕铁硼磁体圆片基体进行电镀处理,第一电镀液由以下重量份的组分组成:5kg硫酸锌、0.6kg硫酸铵、0.5kg柠檬酸钠、0.5kg柠檬酸、0.3kg丙三醇、13.1kg水,第一电镀液的pH为5.5,电镀时间为30min,电镀温度为20℃,电流密度为1A/dm2
S4:第二次电镀处理:采用第二电镀液对S3处理后的烧结钕铁硼磁体圆片基体进行电镀处理,第二电镀液由以下重量的组分组成:4kg氯化锌、0.6kg氯化钾、0.5kg肌醇六磷酸钠、0.36kg苯并三氮唑、0.18kg全氟辛酸钠、14.36kg水,第二电镀液的pH为6,电镀时间为50min,电镀温度为20℃,电流密度为1.5A/dm2
S5:将S4中处理的烧结钕铁硼磁体圆片置于烘箱中,进行干燥固化,烘烤温度为65℃,烘烤时间为30min。
通过上述步骤制得的耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片的第一镀层厚度为4μm,第二镀层的厚度为10μm,形成的防护镀层的总厚度为14μm。
实施例2
一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片,通过如下步骤制得:
S1:除油除锈:采用20wt%除油除锈剂对烧结钕铁硼磁体圆片基体进行清洗,除油除锈剂由以下重量的组分组成:1.2kg份异构十三醇聚氧乙烯醚、0.8kg氨基三亚甲基膦酸、1kg硫酸亚铁、0.8kg碳酸氢钠、0.3kg柠檬酸钠、0.2kg柠檬酸、15.7kg水,清洗时间为8min,清洗温度为40℃,清洗干净后水洗,水洗后进行干燥;
S2:预处理:采用预处理剂对干燥后的烧结钕铁硼磁体圆片基体进行超声波浸泡处理,预处理剂由以下重量的组分组成:3kg乙醇、0.8kg磷酸二氢锌、0.6kg亚甲基双萘磺酸钠、0.1kg全氟辛酸钠、0.1kg全氟辛基磺酸钾、0.2kg聚天冬氨酸、0.3kg氨基磺酸、0.2kg草酸、0.2kg苹果酸、14.5kg水,预处理的时间为100s,温度为45℃,超声波功率密度为0.6W/cm2,后进行水洗;
S3:第一次电镀处理:采用第一电镀液对预处理后的烧结钕铁硼磁体圆片基体进行电镀处理,第一电镀液由以下重量的组分组成:4kg硫酸锌、0.8kg硫酸铵、0.6kg柠檬酸钠、0.5kg柠檬酸、0.4kg丙三醇、13.7kg水,第一电镀液的pH为4.5,电镀时间为20min,电镀温度为28℃,电流密度为1.5A/dm2
S4:第二次电镀处理:采用第二电镀液对S3处理后的烧结钕铁硼磁体圆片基体进行电镀处理,第二电镀液由以下重量的组分组成:3kg氯化锌、1kg氯化钾、0.2kg肌醇六磷酸钠、0.2kg苯并三氮唑、0.1kg全氟辛酸钠、15.5kg水,第二电镀液的pH为5,电镀时间为60min,电镀温度为30℃,电流密度为1A/dm2
S5:将S4中处理的烧结钕铁硼磁体圆片置于烘箱中,进行干燥固化,烘烤温度为55℃,烘烤时间为20min。
通过上述步骤制得的耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片的第一镀层厚度为6μm,第二镀层的厚度为8μm,形成的防护镀层的总厚度为14μm。
实施例3
一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片,通过如下步骤制得:
S1:除油除锈:采用20wt%除油除锈剂对烧结钕铁硼磁体圆片基体进行清洗,除油除锈剂由以下重量的组分组成:2kg份异构十三醇聚氧乙烯醚、1.6kg氨基三亚甲基膦酸、0.7kg硫酸亚铁、0.7kg碳酸氢钠、0.6kg柠檬酸钠、0.5kg柠檬酸,13.9kg水,清洗时间为10min,清洗温度为60℃,清洗干净后水洗,水洗后进行干燥;
S2:预处理:采用预处理剂对干燥后的烧结钕铁硼磁体圆片进行超声波浸泡处理,预处理剂由以下重量份的组分组成:4kg乙醇、1kg磷酸二氢锌、1kg亚甲基双萘磺酸钠、0.2kg全氟辛酸钠、0.2kg全氟辛基磺酸胺、0.4kg聚天冬氨酸、0.4kg氨基磺酸、0.1kg草酸、0.1kg苹果酸、12.6kg水,预处理的时间为150s,温度为50℃,超声波功率密度为0.8W/cm2,后进行水洗;
S3:第一次电镀处理:采用第一电镀液对预处理后的烧结钕铁硼磁体圆片基体进行电镀处理,第一电镀液由以下重量的组分组成:6kg硫酸锌、1kg硫酸铵、0.8kg柠檬酸钠、0.3kg柠檬酸、0.2kg丙三醇、11.7kg水,第一电镀液的pH为6.5,电镀时间为40min,电镀温度为35℃,电流密度为2A/dm2
S4:第二次电镀处理:采用第二电镀液对S3处理后的烧结钕铁硼磁体圆片基体进行电镀处理,第二电镀液由以下重量的组分组成:5kg氯化锌、0.4kg氯化钾、0.6kg肌醇六磷酸钠、0.5kg苯并三氮唑、0.3kg全氟辛酸钠、13.2kg水,第二电镀液的pH为6.5,电镀时间为30min,电镀温度为35℃,电流密度为0.5A/dm2
S5:将S4中处理的烧结钕铁硼磁体圆片置于烘箱中,进行干燥固化,烘烤温度为75℃,烘烤时间为40min。
通过上述步骤制得的耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片的第一镀层厚度为8μm,第二镀层的厚度为6μm,形成的防护镀层的总厚度为14μm。
实施例4-6
实施例4-6与实施例2的区别在于:S2步骤中预处理剂的配比不同,具体参见下表1。
表1实施例4-6与实施例2的S2步骤中预处理剂复配用量表
Figure BDA0003830394440000081
Figure BDA0003830394440000091
实施例7-9
实施例7-9与实施例6的区别在于:S2步骤中预处理剂中缓蚀剂和腐蚀剂的用量和配比不同,具体参见下表2。
表2实施例7-9的S2步骤中预处理剂复配用量表
Figure BDA0003830394440000092
Figure BDA0003830394440000101
对比例
对比例1
对比例1与实施例7的区别在于:对比例1中的S2步骤采用常规的酸洗活化剂对烧结钕铁硼磁体圆片进行预处理,常规的酸洗活化剂由以以下重量份的组分组成:2kg硝酸,18kg水,预处理的时间为100s,温度为45℃,超声波功率密度为0.6W/cm2,后进行水洗;其他步骤和条件均与实施例7相同。
对比例2
对比例2与实施例7的区别在于:对比例2中的S2步骤的预处理剂采用等量的水替换亚甲基双萘磺酸钠,其他条件和步骤均与实施例7相同。
对比例3
对比例3与实施例7的区别在于:对比例3中的S2步骤的预处理剂中采用等量的磷酸二氢锌代替聚天冬氨酸,其他条件和步骤均与实施例7相同。
对比例4
对比例4与实施例7的区别在于:对比例4中的S2步骤的预处理剂中将氨基磺酸等量替换为盐酸,其他条件和步骤均与实施例7相同。
对比例5
对比例5与实施例7的区别在于:对比例5中的S4步骤的预处理剂中采用等量的水替换全氟辛酸钠,其他条件和步骤均不变。
试验方法
以下分别采用上述实施例1-9以及对比例1-5制备得到的耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片进行耐腐蚀性能测试以及镀层结合力测试,其中,试验磁体圆片参数如下:
试验磁体圆片规格:直径12.5mm,厚度1.5mm。
1.耐腐蚀性能测试:
设备:盐雾机,品牌:艾斯科,型号:ASK-60;
采用GB 6458-86中性盐雾试验:温度40±5℃,5%氯化钠水溶液连续喷雾,观察试验磁体圆片表面出现腐蚀点的时间并记录。
2.镀层结合强度测试:
设备:手动螺旋式拉力测试机,品牌:FR/富瑞,型号:GR/ALJ-02R;
采用氰基丙烯酸乙酯将拉杆粘结于镀层表面,将粘接面与周围镀层剥离,使用上述手动螺旋式拉力测试机使试验磁体圆片承受垂直于镀层表面的拉伸力,直至试验磁体圆片与拉杆分离,采用显微镜观察镀层与磁体圆片之间拉开失效的形式,记录镀层被破坏时的载荷,再采用千分尺测量拉杆的直径,计算出镀层的拉伸结合强度(P),镀层结合强度的计算方法如下:
P=F/S
式中,P为镀层结合强度(单位:KPa),F为拉伸极限载荷(单位:N),S为拉杆粘接面积(m2)。
实施例1-9以及对比例1-5的耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片的试验数据具体见下表3。
表3实施例1-9和对比例1-5的耐腐蚀性和镀层结合强度数据
Figure BDA0003830394440000111
结合实施例7和对比例1并结合表3可以看出,采用预处理剂代替常规酸洗和活化剂,磁体的耐腐蚀性能和镀层结合力提升。
结合实施例2、实施例4-9和对比例3、4并结合表3,采用磷酸二氢锌和聚天冬氨酸作为缓蚀剂体系,再复配氨基磺酸、草酸和苹果酸作为腐蚀体系,通过缓蚀体系与腐蚀体系的较优配比,从数据中可以看出,磁体圆片的耐腐蚀性和镀层结合力均提升。
结合实施例6-7和对比例2并结合表3,从数据中可以看出,降低界面张力,提升了镀层的耐腐蚀性和结合力,选用较优配比的亚甲基双萘磺酸钠与氟表面活性剂的配比,使得预处理剂与磁体圆片表面的界面能降低,使得预处理剂在磁体圆片表面形成连续均匀的润湿薄膜,有助于磷酸二氢锌和聚天冬氨酸形成的缓蚀剂体系和氨基磺酸、草酸和苹果酸形成的腐蚀体系对磁体圆片表面进行均匀腐蚀,进而降低了整个腐蚀界面的界面张力,当第一电镀液接触磁体圆片表面时,均匀分散的锌离子稳定附着于磁体圆片形成的均匀腐蚀孔,提升了第一镀层磁体圆片表面的结合力。
结合实施例7和对比例5并结合表3可以看出,第二电镀液中采用苯并三氮唑和全氟辛酸钠的协同作用,降低了第二电镀液对于第一镀层的腐蚀作用,并在全氟辛酸钠的作用下,使得第二镀层均匀稳定附着于第一镀层的表面,形成的第二镀层的结合力和耐腐蚀性相对较好。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片,其特征在于:包括烧结钕铁硼磁体圆片基体和所述烧结钕铁硼磁体圆片基体表面的防护镀层,所述防护镀层从内至外依次包括第一镀层和第二镀层,第一镀层的厚度为4-8μm,第二镀层的厚度为6-10μm。
2.一种如权利要求1所述的耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片的制造方法,其特征在于:包括以下处理步骤:
S1:除油除锈:将烧结钕铁硼磁体圆片基体采用除油除锈剂进行清洗,清洗后水洗干燥;
S2:预处理:将干燥后的烧结钕铁硼磁体圆片基体使用预处理剂进行超声波浸泡处理并水洗,预处理剂由以下重量百分比的组分组成:乙醇10-20%、磷酸二氢锌3-5%、亚甲基双萘磺酸钠2-5%、含氟表面活性剂1-3%、聚天冬氨酸1-3%、氨基磺酸1-2%、苹果酸0.5-1.5%、草酸0.5-1.5%、余量水;
S3:第一次电镀处理:使用第一电镀液对预处理后的烧结钕铁硼磁体圆片基体进行电镀处理,形成第一镀层;
S4:第二次电镀处理:使用第二电镀液对经过S3处理后的烧结钕铁硼磁体圆片基体进行处理电镀处理,形成第二镀层;
S5:固化:将S4中处理后的烧结钕铁硼磁体圆片置于烘箱中进行干燥固化,烘烤温度为55-75℃,烘烤时间为20-40min。
3.根据权利要求2所述的一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片的制造方法,其特征在于:所述含氟表面活性剂为全氟辛酸钠、全氟辛基磺酸钠、全氟辛基磺酸钾、全氟辛基磺酸胺中的至少两种,亚甲基双萘磺酸钠与含氟表面活性剂的质量比为2:(1-1.5)。
4.根据权利要求2所述的一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片的制造方法,其特征在于:所述预处理剂中,磷酸二氢锌、聚天冬氨酸、氨基磺酸、草酸、苹果酸的质量比为3:(1-1.5):(1-1.2):(0.5-0.9):(0.5-0.9)。
5.根据权利要求2所述的一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片的制造方法,其特征在于:预处理的时间为50-150s,温度为40-50℃,超声波功率密度为0.4-0.8W/cm2
6.根据权利要求2所述的一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片的制造方法,其特征在于:所述除油除锈剂由以下重量百分比的组分组成:异构十三醇聚氧乙烯醚6-10%、氨基三亚甲基膦酸4-8%、三乙醇胺4-6%、硫酸亚铁2.5-5%、碳酸氢钠2.5-4%、柠檬酸钠1.5-3%、柠檬酸1-2.5%、余量水,清洗时间5-10min,清洗温度40-60℃。
7.根据权利要求2所述的一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片的制造方法,其特征在于:S3中,第一电镀液由以下重量百分比的组分组成:硫酸锌20-30%、硫酸铵3-5%、柠檬酸钠2.5-4%、柠檬酸1.5-2.5%、丙二醇1-2%、余量水。
8.根据权利要求7所述的一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片的制造方法,其特征在于:第一电镀液的pH为4.5-6.5,电镀时间为20-40min,电镀温度为20-35℃,电流密度为1-2A/dm2
9.根据权利要求2所述的一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片的制造方法,其特征在于:S4中,第二电镀液由以下重量百分比的组分组成:氯化锌15-25%、氯化钾2-5%、肌醇六磷酸钠1-3%、苯并三氮唑1-2.5%、全氟辛酸钠0.5-1.5%、余量水。
10.根据权利要求9所述的一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体圆片的制造方法,其特征在于:第二电镀液的pH为5-6.5,电镀时间为30-60min,电镀温度为20-35℃,电流密度为0.5-1.5A/dm2
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