CN1749440A

CN1749440A - 钕铁硼永磁材料电镀铝的有机溶液

Info

Publication number: CN1749440A
Application number: CN 200510018865
Authority: CN
Inventors: 谢锐兵; 韩文生; 刘嵩; 倪浩明; 温浚沂
Original assignee: WUHAN INST OF MATERIAL PROTECTION
Current assignee: WUHAN INST OF MATERIAL PROTECTION
Priority date: 2005-06-07
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2006-03-22

Abstract

一种钕铁硼永磁材料电镀铝的有机溶液由有机盐、卤化铝、有机添加剂、无机添加剂组成。可获得纯度达99.9％的银白色、光亮致密的金属铝镀层，与基体结合良好，具有许多优异特点和性能。

Description

钕铁硼永磁材料电镀铝的有机溶液

技术领域

本发明涉及非水溶液电镀，特别涉及钕铁硼稀土永磁材料电镀铝的有机溶液。

发明的技术背景

钕铁硼稀土永磁材料是80年代初发展起来的第三代稀土粉末冶金材料。它的发现开创了稀土永磁材料的新纪元，但是此材料中活泼的稀土元素钕决定了其低的耐蚀性，严重影响其服役性能，而必须对其进行表面防护处理。电镀、电泳因其成本低、效率高、适应面广、操作简单等特点，一直在钕铁硼表面防护处理中占有主导地位。例如钕铁硼稀土永磁材料上电镀镍已广泛使用，取得一定效果。但其目前采用的均为水溶液的镀液，容易进入这种粉末冶金材料的微孔中，使镀层易从基体上剥落，以致实际上不能满足用户的高要求。

金属铝具有许多突出的特点，是一极好的表面保护材料。现有的真空镀铝设备复杂、价昂，操作既不简单，效率也很低，不能适应钕铁硼稀土永磁材料防护的需要。

发明目的

本发明的目的在于提出一种不采用水溶液、又较经济、简便的钕铁硼稀土永磁材料防护技术。

发明方案

为达到本发明的目的，本发明提出了一种钕铁硼稀土永磁材料电镀铝的有机溶液，其组成为，30～80(克分子)％的卤化铝，20～60(克分子)％含氮杂环卤化鎓盐，10～50(克分子)％的有机溶剂，0.005～0.05(克分子)％有机添加剂和0.003～0.05(克分子)％无机添加剂。其无水卤化物如氯化铝、溴化铝；其含氮杂环卤化鎓盐可在1-甲基-3-苄基溴化咪唑，1，3-双甲基溴化咪唑，1-甲基-2-乙基溴化吡啶、1-正丁基-2-甲基氯化吡啶、1-甲基-3-乙基氯化咪唑和1-甲基-3-乙基溴化咪唑中选取。在上述化合物中，1-正丁基-2-甲基氯化吡啶、1-甲基-3-乙基氯化咪唑和1-甲基-3-乙基溴化咪唑更合适。它们的合成较简单，具有较高的电导率。其中的有机溶剂可以为苯、甲苯、二甲苯、乙苯、甲乙苯、四氢呋喃。

镀液中的有机添加剂是为了使镀层光亮致密，防止表面形成枝晶和粉末状物质，起整平剂的作用。可供选择的化合物如下：氨基吡啶、氨基嘧啶、嘧啶、二苯甲酮、噻吩、硫脲、三甲基氯硅烷、糖精、萘胺、对氨基苯磺酸。

无机添加剂主要是碱金属和碱土金属的卤化物和一种稀土元素的卤化物。这些卤化物主要起整平作用，获得平整的镀层。可选择如下物质：LiCl、KCl、NaCl、CsCl、MgCl₂、BaCl₂、CaCl₂、AgCl、SnCl₂、稀土氯化物及相应的溴化物。

钕铁硼稀土永磁材料表面要用中性或弱碱性的水性除油剂除油，也可用有机溶剂除油，还可以用300℃高温焙烧除油。使用水性除油溶液除油后，要干燥除去其表面的水分和微孔中夹藏的水分。

除油之后，还应用酸洗或物理方法去除表面氧化锈蚀产物或高温除油时形成的氧化物，以获得洁净而具有活性的表面。在酸洗除锈或氧化物后要采用弱碱如小苏打、硼砂等中和表面的残酸，之后还得干燥以免表面残存水分引起锈蚀。因此其前处理最佳的方法是用非水的有机溶剂除油和高温除油，再用物理方法除去锈和氧化皮。如使用喷砂或喷钢丸除去表面的锈蚀或氧化皮，则可以避免水分带入后面的镀槽中影响质量。

将制备好的铝盐有机溶融体置于无水无氧的室温环境中，把前处理好的钕铁硼稀土永磁材料试样放置其中，接于直流电源的负极作为阴极，纯铝板或棒放置在钕铁硼稀土永磁材料的左右或前后，并与直流电源的正极相连，构成阴、阳回路。调节直流电源的输出电流，使流过的电流大小适合，便可获得结合力良好、镀层致密的铝镀层。钕铁硼稀土永磁材料可以用挂架固定好后也可以用一个电镀滚桶装好后放入铝盐的有机溶融体中，而且，在放入电沉积有机铝盐溶液之前最好进行一至两道的电解处理，以延长镀液的使用寿命。

在进行电镀操作时，可用直流电源或脉冲电源。电流密度为0.01～50A/dm²。镀液温度在20～100℃范围，最好确定在25～30℃左右。这样既便于操作，也节约能源。电流密度不能超过50A/dm²，否则会变成黑灰色，粗糙的镀层，破坏了工件的外观。下面的实例可以更具体的说明本发明。

实例1

将氯化正丁基吡啶和氯化铝按摩尔比2∶1配制成熔盐。在配制过程中要隔绝空气和湿气。将氯化铝缓慢加入氯化正丁基吡啶中，两种固体接触发生反应，放出大量的热。为了防止氯化正丁基吡啶热分解，用干冰或液氮冷却熔盐，注意温度不能超过70℃～100℃。配制完毕，加入高纯铝粒，进行纯化处理。放置12小时～72小时，然后，加入各种添加剂。将配置好的熔盐放入镀槽内。

将钕铁硼稀土永磁材料进行高温焙烧除油，再喷丸处理后放入镀槽，采用阳极为99.9％或99.99％的高纯铝板或棒。在无水、无氧的环境里，温度30℃，施以6A/dm²的电流密度，1分钟后，在钕铁硼稀土永磁材料表面即形成银白色的、结合良好、耐中性盐雾试验超过200小时的金属铝镀层。

实例2

用溴化1-甲基-2-乙基吡啶代替实例1中的氯化正丁基吡啶，进行对比，则出现良好的铝沉积层的时间延长到2分钟，电沉积的电压比实例1中升高了10～～20％，镀层色泽白度较实例1种有轻微下降，其余无明显变化。

实例3

在实例1的镀液中添加三甲基氯硅烷，则获得更致密的镀层，色泽白度都较实例1的镀层更优。

实例4

在实例1的镀液中添加CsCl，则获得较实例1中更平整光亮的铝镀层。

发明的特点

由上可见，本发明不采用有害环境，有损镀件服役性能和质量的水溶液，亦不采用结构复杂、价昂，操作不简单的真空镀设备。本发明采用对环境较友好的材料，工艺较简单，所获得的镀层质量更高，性能更好。

Claims

1.一种钕铁硼稀土永磁材料电镀铝的有机溶液，其特征在于由30～80(克分子)％无水卤化铝，20～60(克分子)％含氮杂环卤化鎓盐，10～50(克分子)％的有机溶剂，0.005～0.05(克分子)％有机添加剂和0.003～0.05(克分子)％无机添加剂所组成。

2.符合权利要求1的一种钕铁硼稀土永磁材料电镀铝的有机溶液，其特征在于其卤化铝为：氯化铝、溴化铝。

3.符合权利要求1的一种钕铁硼稀土永磁材料电镀铝的有机溶液，其特征在于其含氮杂环卤化鎓盐为：1-甲基-3-苄基溴化咪唑，1，3-双甲基溴化咪唑，1-甲基-2-乙基溴化吡啶、1-正丁基-2-甲基氯化吡啶、1-甲基-3-乙基氯化咪唑和1-甲基-3-乙基溴化咪唑，其中，尤以1-正丁基-2-甲基氯化吡啶，1-甲基-3-乙基氯化咪唑和1-甲基-3-乙基溴化咪唑为更好。

4.符合权利要求1的一种钕铁硼稀土永磁材料电镀铝的有机溶液，其特征在于其有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、乙苯、甲乙苯、四氢呋喃。

5.符合权利要求1的一种钕铁硼稀土永磁材料电镀铝的有机溶液，其特征在于其有机添加剂为氨基吡啶、氨基嘧啶、嘧啶、二苯甲酮、噻吩、硫脲、三甲基氯硅烷、糖精、萘胺、对氨基苯磺酸。

6.符合权利要求1的一种钕铁硼稀土永磁材料电镀铝的有机溶液，其特征在于其无机添加剂为碱金属、碱土金属或的一种稀土金属卤化物。

7.符合权利要求1的一种钕铁硼稀土永磁材料电镀铝的有机溶液，其特征在于其无机添加剂为氯化锂，氯化钾，氯化钠，氯化钙，氯化镁，氯化钡，氯化银，氯化亚锡及其相应的溴化物。

8.符合权利要求1的一种钕铁硼稀土永磁材料电镀铝的有机溶液，其特征在于电镀铝在无水、无氧的室温环境中进行。

9.符合权利要求1的一种钕铁硼稀土永磁材料电镀铝的有机溶液，其特征在于用直流电流、脉冲电流电镀；电流密度为0.01～50A/dm²，溶液温度20～100℃范围，最好为25～30℃。