CN1955342A - 一种钕铁硼磁体表面电镀双层锌镍合金镀层的方法 - Google Patents

Abstract

一种钕铁硼磁体表面电镀双层锌镍合金镀层的方法，首先进行镀前处理；然后预镀锌镍合金；再电镀高耐蚀锌镍合金；最后进行镀后处理，其具有防腐性能好、结合牢固、成本低、对磁体性能影响小，使其具有减轻铷铁硼磁体在电镀过程中被腐蚀的效果。

Description

一种钕铁硼磁体表面电镀双层锌镍合金镀层的方法

技术领域：

本发明涉及金属材料表面防腐蚀技术领域，一种钕铁硼磁体表面电镀双层锌镍合金镀层的方法。

背景技术：

钕铁硼永磁体极易在空气中氧化，在许多环境中均易腐蚀，从而使磁性能下降，寿命缩短。申请号为01140118.4发明专利，名称为：钕铁硼永磁体表面电镀锌镍合金，其采用氯化物溶液电镀锌作底层，氢氧化钠溶液电镀锌镍合金作防腐蚀表面层，有一定防腐蚀效果。

然而用氯化物溶液进行电镀锌，因该类溶液中含有大量的氯离子，在电镀过程中严重腐蚀钕铁硼磁体，析出大量气体，0.5～1分钟就使钕铁硼磁体变黑，产生一层疏松的腐蚀产物，影响镀层结合力，甚至得不到镀层。在其表面电镀锌镍合金，结合力差，影响防腐蚀效果。

发明内容：

为解决钕铁硼电镀锌镍合金存在结合力差、影响防腐蚀效果的问题，本发明的目的是提供一种钕铁硼磁体表面电镀双层锌镍合金镀层的方法，使其具有防腐性能好、结合牢固、成本低、对磁体性能影响小，使其具有减轻铷铁硼磁体在电镀过程中被腐蚀的效果。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

该钕铁硼磁体表面电镀双层锌镍合金镀层的方法，首先进行镀前处理；然后预镀锌镍合金；再电镀高耐蚀锌镍合金；最后进行镀后处理，其具体步骤为：

A、电镀前处理：

在140～170℃的硬脂酸锌中封孔10～30分钟；在20～60℃，30～60g/L的常温除油剂C溶液中浸泡除油15～30分钟；硝酸10～50mL/L，硫脲0.5～1.5g/L，用氨水调PH值为3～5，15～30℃，酸洗20～50秒；磺基水杨酸10～30g/L，氟化氢铵8～10g/L，15～30℃，活化20～40秒。

B、预镀锌镍合金：

硫酸锌150～250g/L，硫酸镍50～100g/L，硼酸20～30g/L，光亮剂A 10～20mL/L，PH值4～7，温度25～30℃，阴极电流密度2～15A/dm²，电镀锌镍合金5～30分钟。

C.电镀高耐腐蚀的锌镍合金表面镀层：

氯化锌50～150克/升，氯化镍50～150克/升，氯化铵100～250克/升，光亮剂B 5～20mL/L，PH 3.0～5.0，温度10～50℃，电流密度0.5～4.0A/dm²电镀锌镍合金10～30分钟。

D.镀后处理：采用彩虹钝化或墨绿色钝化。

1)、采用彩虹钝化：铬酐10～20g/L，钛离子5～10g/L，硫酸4～6mL/L，氟化钠2～4g/L，45～55℃，，在溶液中浸10～15秒，空气中停留5～10秒，钝化后水洗，空气中干燥；

2)、采用墨绿色钝化：铬酐30～50g/L，磷酸10～15mL/L，硝酸5～3mL/L，硫酸5～8mL/L，盐酸5～8mL/L，锌离子0.5～1.5g/L，PH0.5～2，在溶液中浸1～3分，空气中停留5～15秒，钝化后水洗，50～80℃下老化。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下优越性：

1)、镀层耐热性好：

未施镀或未经表面处理的钕铁硼永磁体极易在空气中氧化，特别在高温下，会加速氧化，使磁性下降，寿命缩短。采用本发明施镀后的钕铁硼永磁体按以下技术指标进行了耐热性能试验：150℃保温10小时。试验后，镀层无起泡、锈点、污迹或不良颜色，磁体开路磁通不可逆损失≤5％，说明用该锌镍合金镀层使钕铁硼磁体具有较好的耐熟性能。

2)、镀层耐中性盐雾腐蚀：

采用本发明施镀后的钕铁硼永磁体Z01，Z02号试样进行彩虹钝化，不浸漆；Z05，Z06，Z07号，五酸草绿色钝化处理，不浸漆；Z03，Z04号试样进行彩色钝化并浸绝缘漆一次；Z08，Z09，Z10五酸草绿色钝化处理，并浸绝缘漆一次，进行中性盐雾试验360小时。

              表1  锌镍合金镀层盐雾腐蚀实验结果

试样号	电镀后处理工艺	出现锈点时间	试验结束时的表面状态
				Z01	彩色钝化，不浸漆	41小时出自锈	240小时白锈点面积达2mm，无红锈
Z02	彩色钝化，不浸漆	41小时出白锈	240小时锈白点面积达5mm2，无红锈
				Z03	彩色钝化，浸漆	-	240小时试样侧面发现白锈点，无红锈
Z04	彩色钝化，浸漆	-	240小时试验结束后无锈点
				Z05	五酸草绿色钝化，不浸漆	-	360小时试验结束后无锈点
Z06	五酸草绿色钝化，不浸漆	-	360小时试验结束后无锈点
				Z07	五酸草绿色钝化，不浸漆	-	360小时试验结束后无锈点
Z08	五酸草绿色钝化，浸漆	-	360小时试验结束后无锈点
				Z09	五酸草绿色钝化，浸漆	-	360小时试验结束后无锈点
Z10	五酸草绿色钝化，浸漆	-	360小时试验结束后无锈点

试验结果表明，采用本工艺施镀过的钕铁硼其耐蚀性均远远高于电镀锌镀层72小时无红锈的指标。

3)、镀层耐湿热试验：

用与Z08-Z10试样相同的电镀工艺，电镀三个φ10×10mm钕铁硼试样。含镍量约10～15％。在湿热箱中，温度为85℃，湿度为85±5％，试验500小时。试验后，镀层无起泡、锈点、污迹或不良颜色。

4)、镀层厚度及涂层对磁体磁性能影响：

用外径千分尺测量镀前镀后试样厚度，求出镀层厚度。经多次试验统计得出：用1.5A/dm²电流密度电镀，每小时可以得到25～30微米厚的锌镍合金镀层。用3.0A/dm²电流密度电镀，每小时可以得到55～60微米厚的锌镍合金镀层。镀层厚度主要取决于电流密度和电镀时间，是可以控制的。

                          表2  磁性能测试结果

试样编号	磁性能			备注
					Br T	iHckOe	BHm MGOe
	12#-3-1	1.273	20.75					38.58	无镀层
12#-3-2F				1.286	20.74	38.96	与12#-3-1为同一烧结样品增加了镀层
	8#-19-1	1.262	19.2					37.56	无镀层
8#-19-1F				1.267	19.25	37.81	与8#-19-1为同一烧结样品增加了镀层，进行了155℃10小时耐热试验
	8#-21-1	1.224	19.18					35.18	无镀层
8#-21-1F				1.236	19.25	35.68	与8#-21-1为同一烧结样品增加了镀层，进行了155℃10小时耐热试验

从表2的12#-3-1和12#-3-2F对比可以看出，涂层对磁体影响很小。加涂层后，Br增加了1.02％，iHc减少了0.048％，BHm增加了0.98％。磁性测量仪器的测量误差为：Br——±0.8％，iHc——±0.8％，BHm——±1.0％。磁性能的变化基本处于测量误差范围内，因而可以判定涂层对磁体磁性能基本上无不良影响。满足指标要求的涂层厚度可控，均匀性、一致性好，加涂层后磁体磁性能变化≤5％。对比8#-19-1和8#-19-1F及8#-21-1和8#-21-1F，可以看出在磁体自身耐热性能较好并有涂层保护的情况下，经耐热试验后磁体的磁性能基本上无退化现象。

5)、镀层结合力：

用热震法：镀层加热到150℃，水冷未发现脱皮，鼓泡现象。

划痕法：用刀在镀层上划相距1mm的划痕至基体，未发现镀层脱落。

具体实施方式一：

常温除油剂C，50g/L溶液，温度30℃，20分钟，浸泡除油；硝酸30mL/L，硫脲0.5g/L，用氨水调PH值为4～5，20℃，浸泡20秒酸洗；磺基水杨酸20g/L，氟化氢铵10g/L，温度20℃，浸泡40秒活化；硫酸锌200g/L，硫酸镍100g/L，硼酸30g/L，光亮剂15mL/L，PH值4～5，温度30℃，阴极电流密度10A/dm²镀锌镍合金10分钟；氯化锌70克/升，氯化镍140克/升，氯化铵250克/升，光亮剂B 15mL/L，PH 4.5～5.0，温度45℃，电流密度3.0A/dm²电镀锌镍合金30分钟；铬酐20g/L，钛离子5g/L，硫酸4mL/L，氟化钠3g/L，50～55℃，溶液中浸10～15秒，在空气中停留5～10秒，钝化后水洗，空气中干燥。

镀层光亮，彩虹色，结合力好，中性盐雾腐蚀240小时无白锈。

具体实施方式二：

按实施例一工艺电镀双层锌镍合金后，墨绿色钝化：铬酐40g/L，磷酸10mL/L，硝酸3mL/L，硫酸5mL/L，盐酸5mL/L，锌离子1.Sg/L，PH～2，在溶液中浸3分，空气中停留15秒，钝化后水洗，60℃下老化。

镀层光亮，深绿色，结合力好，中性盐雾腐蚀360小时无白锈。

具体实施方式三：

按实施例一进行镀前处理，硫酸锌250g/L，硫酸镍50g/L，硼酸30g/L，光亮剂20mL/L，PH值4，温度20℃，阴极电流密度8A/dm²镀锌镍合金20分钟；氯化锌100克/升，氯化镍80克/升，氯化铵200克/升，光亮剂B 15mL/L，PH 3.5，温度30℃，电流密度2.5A/dm²电镀锌镍合金30分钟。；铬酐20g/L，钛离子5g/L，硫酸4mL/L，氟化钠3g/L，50～55℃，溶液中浸10～15秒，在空气中停留5～10秒，钝化后水洗，空气中干燥。

镀层光亮，彩虹色，结合力好，中性盐雾腐蚀240小时无白锈。

Claims (1)

1、一种钕铁硼磁体表面电镀双层锌镍合金镀层的方法，其特征在于：首先进行镀前处理；然后预镀锌镍合金；再电镀高耐蚀锌镍合金；最后进行镀后处理；步聚：

A、电镀前处理：

在140～170℃的硬脂酸锌中封孔10～30分钟；在20～60℃，30～60g/L的常温除油剂C溶液中浸泡除油15～30分钟；硝酸10～50mL/L，硫脲0.5～1.5g/L，用氨水调PH值为3～5，15～30℃，酸洗20～50秒；磺基水杨酸10～30g/L，氟化氢铵8～10g/L，15～30℃，活化20～40秒；

B、预镀锌镍合金：

硫酸锌150～250g/L，硫酸镍50～100g/L，硼酸20～30g/L，光亮剂A 10～20mL/L，PH值4～7，温度25～30℃，阴极电流密度2～15A/dm²，电镀锌镍合金5～30分钟；

C.电镀高耐腐蚀的锌镍合金表面镀层：

氯化锌50～150克/升，氯化镍50～150克/升，氯化铵100～250克/升，光亮剂B 5～20mL/L，PH 3.0～5.0，温度10～50℃，电流密度0.5～4.0A/dm²电镀锌镍合金10～30分钟；

D.镀后处理：采用彩虹钝化或墨绿色钝化：

1)、采用彩虹钝化：铬酐10～20g/L，钛离子5～10g/L，硫酸4～6mL/L，氟化钠2～4g/L，45～55℃，，在溶液中浸10～15秒，空气中停留5～10秒，钝化后水洗，空气中干燥；

2)、采用墨绿色钝化：铬酐30～50g/L，磷酸10～15mL/L，硝酸5～3mL/L，硫酸5～8mL/L，盐酸5～8mL/L，锌离子0.5～1.5g/L，PH0.5～2，在溶液中浸1～3分，空气中停留5～15秒，钝化后水洗，50～80℃下老化。