CN218666342U

CN218666342U - 一种钕铁硼永磁材料镀银的镀层结构

Info

Publication number: CN218666342U
Application number: CN202222918760.3U
Authority: CN
Inventors: 郭崇武; 李小花; 赖奂汶
Original assignee: Guangzhou Ultra Union Chemicals Ltd
Current assignee: Guangzhou Ultra Union Chemicals Ltd
Priority date: 2022-11-03
Filing date: 2022-11-03
Publication date: 2023-03-21
Anticipated expiration: 2032-11-03

Abstract

本实用新型公开了一种钕铁硼永磁材料镀银的镀层结构，包括钕铁硼基体、和在所述钕铁硼基体上从内到外依次制备的柠檬酸盐预镀镍层、焦磷酸盐镀铜层、光亮镀铜层、光亮镀镍层、镀银层、及电解保护膜。本实用新型公开的钕铁硼永磁材料镀银的镀层结构，按照GB/T 10125–2021《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》进行中性盐雾试验144h，镀件表面无腐蚀物生成，镀层具有良好的耐蚀性。

Description

一种钕铁硼永磁材料镀银的镀层结构

技术领域

本实用新型属于金属表面处理技术领域，具体涉及一种钕铁硼永磁材料镀银的镀层结构。

背景技术

由于我国具有丰富的稀土金属矿储量及开采、加工技术的积累和开发，我国已经成为全球钕铁硼永磁材料的生产和市场中心。但钕铁硼材料耐蚀性差的缺点却仍制约我国钕铁硼及相关行业的发展。钕铁硼永磁材料采用粉末冶金工艺制备，存在烧结气孔等缺陷。钕铁硼合金具有多相结构，包括主相Nd2Fe14B、富Nd相（Nd4Fe）和富B相（Nd1+εFe4B4），各相所占体积分数分别约为84%、14%和2%，其中主相Nd2Fe14B是磁性相。由于富Nd相和富B相非常活泼，极易被氧化，且各相的电化学电位相差很大，很容易发生电化学腐蚀^[1]。

烧结钕铁硼基体表面多孔隙，材料本身又具有较高的化学活性，给其电镀处理带来了一些困难。现有技术在钕铁硼表面上镀银的工艺为，直接在钕铁硼基体上镀光亮镍然后镀银。光亮镀镍溶液的pH为4.0～4.5，电镀过程中酸性镀液会浸入到钕铁硼表面的孔隙中，电镀后封闭在所述孔隙中的镀液会缓慢腐蚀基体及镀层(业界称之为残留腐蚀)，因此，这种镀层结构耐蚀性较差。GB/T 34491-2017《烧结钕铁硼表面镀层》标准规定，钕铁硼表面镀镍再镀银的镀层结构进行中性盐雾试验出现锈蚀的时间为72h。

另外，光亮镀镍溶液的深镀能力较差，在钕铁硼表面直接镀光亮镍并不能有效封闭钕铁硼表面上的孔隙，这种镀层含有较多的孔隙。因此，钕铁硼基体上直接镀光亮镍再镀银所形成的镀层，腐蚀介质容易穿过镀层的孔隙对基体造成腐蚀，先是在孔隙处出现红锈，接下来腐蚀介质在钕铁硼基体表面与镀镍层之间横向扩散腐蚀整个基体表面，导致镀层脱落。

按传统的电镀银工艺，工件镀银后需要采用铬酸盐化学钝化工艺进行后处理，提高镀层的抗变色能力。但使用铬酸盐存在高污染的问题。

参考文献：[1].李红英，郝壮志，刘宇晖等，烧结NdFeB永磁材料腐蚀机理与表面防护技术研究进展[J]，矿冶工程，2016，36(6)：118-124。

发明内容

为了解决钕铁硼永磁材料镀银耐蚀性较差的问题，本实用新型提供了一种钕铁硼永磁材料镀银的镀层结构。为了达到上述目的本实用新型采用如下技术方案：

一种钕铁硼永磁材料镀银的镀层结构，包括钕铁硼基体、和在所述钕铁硼基体上从内到外依次制备的预镀镍层、焦磷酸盐镀铜层、光亮镀铜层、光亮镀镍层、镀银层、电解保护膜；

所述预镀镍层是采用柠檬酸盐镀镍工艺制备的镀镍层，镀层的厚度为1～5μm。

优选的，所述焦磷酸盐镀铜层的厚度为5～10μm。

优选的，所述光亮镀铜层的厚度为5～17μm。

优选的，所述光亮镀镍层的厚度为3～8μm。

优选的，所述镀银层的厚度为0.5～5μm。

本实用新型采用柠檬酸盐镀镍工艺制备预镀镍层，镀液的pH为7.0～7.2，对钕铁硼基体和镀镍层的腐蚀性很小，对基体和镀层基本没有破坏作用。柠檬酸盐镀镍溶液具有较高的深镀能力，采用该工艺预镀镍还有利于钕铁硼基体表面的封孔。焦磷酸盐镀铜溶液的pH为8.6～9.0，对钕铁硼基体的腐蚀作用很弱，工件预镀镍后进行焦磷酸盐镀铜，浸入到钕铁硼表面孔隙中的镀液不会破坏基体和镀层，并且，焦磷酸盐镀铜后能够完全封闭钕铁硼基体表面的孔隙。在焦磷酸盐镀铜层上镀光亮铜，能够增加镀铜层的厚度和光亮镀，从而降低光亮镍镀层的厚度。在镀铜层上镀光亮镍，镀镍层为阳极性镀层，能有效阻止腐蚀介质向基体方向的侵蚀。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型公开的钕铁硼永磁材料镀银的镀层结构，能够有效克服现有技术在钕铁硼基体表面上制备的镀层容易起泡的技术缺陷；

2、本实用新型公开的钕铁硼永磁材料镀银的镀层结构，有效提高了镀层的耐蚀性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：

图1是本实用新型实施例1和实施例2的镀层结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

一种钕铁硼永磁材料镀银的镀层结构，包括钕铁硼基体、和在所述钕铁硼基体上从内到外依次制备的预镀镍层、焦磷酸盐镀铜层、光亮镀铜层、光亮镀镍层、镀银层、及电解保护膜。

按现行的前处理工艺对钕铁硼工件基体进行除油、除锈和活化处理，然后依次制备预镀镍层、焦磷酸盐镀铜层、光亮镀铜层、光亮镀镍层、镀银层、及电解保护膜。

所述预镀镍层的厚度为1～5μm，采用现行的柠檬酸盐镀镍工艺制备。

优选的，所述柠檬酸盐镀镍工艺为：六水合硫酸镍180～250g/L，氯化钠10～12g/L，硼酸30～35g/L，硫酸镁30～40g/L，pH范围7.0～7.2，操作温度50℃～60℃，阴极电流密度1～1.5A/dm2，阴极移动4～6m/min。

所述焦磷酸盐镀铜层的厚度为5～10μm，采用现行的焦磷酸盐镀铜工艺制备。

优选的，采用超邦化工的GAFFA PC-1287焦磷酸盐镀铜工艺：焦磷酸铜80～100g/L，焦磷酸钾300～360g/L，氨水2～5mL/L，GAFFA PC-1287焦铜光泽剂3～5mL/L，pH范围8.7～9.0，操作温度50℃～58℃，阴极电流密度1～6A/dm2，阴极移动3～5m/min。

所述光亮镀铜层的厚度为5～17μm，采用现行的镀酸铜工艺制备。

所述光亮镀镍层的厚度为3～8μm，采用现行的镀光亮镍工艺制备。

所述镀银层厚度为0.5～5μm，采用现行的镀银工艺制备。

优选的，所述镀银层采用超邦化工的SILV-501光亮厚银电镀工艺制备：金属银28～35g/L，配位剂100～130g/L，SILVSILV SILV-501 Base光亮厚银辅助剂12～17mL/L，SILVSILV SILV-501 Bri光亮厚银光亮剂2～4mL/L，无水碳酸钠10～60g/L，pH范围8.0～8.5，操作温度16℃～25℃，阴极电流密度0.5～1.0A/dm2，阴极移动4～6m/min。

所述电解保护膜采用超邦化工的ANTITAR 1127银保护工艺制备：ANTITAR 1127MUP开缸剂36mL/L，ANTITAR 1127 ADDITIVE C添加剂80mL/L，pH范围3.3～4.0，操作温度55℃～65℃，阴极电流密度0.005～0.01A/dm2，阴极移动3～6m/min。

实施例1

如图1所示，一种钕铁硼永磁材料镀银的镀层结构，包括钕铁硼基体1、和在所述钕铁硼基体1上从内到外依次制备的预镀镍层2、焦磷酸盐镀铜层3、光亮镀铜层4、光亮镀镍层5、镀银层6、及电解保护膜7。

所述预镀镍层2的厚度为2μm，采用现行的柠檬酸盐镀镍工艺制备：六水合硫酸镍200g/L，氯化钠10g/L，硼酸30g/L，硫酸镁30g/L，pH为7.1，温度55℃，阴极电流密度1.2A/dm2，阴极移动5m/min。

所述焦磷酸盐镀铜层3的厚度为8μm，采用超邦化工的GAFFA PC-1287焦磷酸盐镀铜工艺：焦磷酸铜85g/L，焦磷酸钾320g/L，氨水3mL/L，GAFFA PC-1287焦铜光泽剂4mL/L，pH为8.8，操作温度53℃，阴极电流密度4A/dm2，阴极移动4m/min。

所述光亮镀铜层4的厚度为10μm，采用现行的镀酸铜工艺制备。

所述光亮镀镍层5的厚度为5μm，采用现行的镀光亮镍工艺制备。

所述镀银层6的厚度为2μm，采用超邦化工的SILV-501光亮厚银电镀工艺制备：金属银30g/L，配位剂110g/L，SILVSILV SILV-501 Base光亮厚银辅助剂13mL/L，SILVSILVSILV-501 Bri光亮厚银光亮剂3mL/L，无水碳酸钠30g/L，pH为8.2，操作温度20℃，阴极电流密度0.8A/dm2，阴极移动5m/min。

所述电解保护膜采用超邦化工的ANTITAR 1127银保护工艺制备：ANTITAR 1127MUP开缸剂36mL/L，ANTITAR 1127 ADDITIVE C添加剂80mL/L，pH为3.6，操作温度58℃，阴极电流密度0.008A/dm2，阴极移动4m/min。

本实施例在具体操作上分为如下步骤：

1、前处理：对工件基体1进行“碱性化学除油→水洗→硫酸酸洗→水洗→碱性阴极电解除油→水洗→酸盐活化→水洗”的前处理工序。

2、预镀镍：工件前处理后按柠檬酸盐镀镍工艺制备预镀镍层2。

3、焦磷酸盐镀铜：工件预镀镍后按焦磷酸盐镀铜工艺制备焦磷酸盐镀铜层3。

4、镀酸铜：工件焦磷酸盐镀铜后按镀酸铜工艺制备光亮镀铜层4。

5、镀光亮镍：工件镀酸铜后按镀光亮镍工艺制备光亮镀镍层5。

6、镀银：工件镀光亮镍后按SILV-501光亮厚银电镀工艺制备镀银层6。

7、电解保护：工件镀银后采用ANTITAR 1127银保护工艺制备电解保护膜7。

8、烘干：工件电解保护后进行“水洗→纯水洗→80℃烘干20min”。

实施例2

所述预镀镍层2的厚度为3μm，采用现行的柠檬酸盐镀镍工艺制备：六水合硫酸镍220g/L，氯化钠12g/L，硼酸35g/L，硫酸镁40g/L，pH为7.1，操作温度55℃，阴极电流密度1.2A/dm2，阴极移动5m/min。

所述焦磷酸盐镀铜层3的厚度为6μm，采用超邦化工的GAFFA PC-1287焦磷酸盐镀铜工艺：焦磷酸铜95g/L，焦磷酸钾340g/L，氨水3mL/L，GAFFA PC-1287焦铜光泽剂4mL/L，pH为8.8，操作温度53℃，阴极电流密度4A/dm2，阴极移动4m/min。

所述光亮镀铜层4的厚度为12μm，采用现行的镀酸铜工艺制备。

所述光亮镀镍层5的厚度为4μm，采用现行的镀光亮镍工艺制备。

所述镀银层6的厚度为2μm，采用超邦化工的SILV-501光亮厚银电镀工艺制备：金属银33g/L，配位剂120g/L，SILVSILV SILV-501 Base光亮厚银辅助剂15mL/L，SILVSILVSILV-501 Bri光亮厚银光亮剂3mL/L，无水碳酸钠40g/L，pH为8.2，操作温度20℃，阴极电流密度0.8A/dm2，阴极移动5m/min。

所述电解保护膜采用超邦化工的ANTITAR 1127银保护工艺制备：ANTITAR 1127MUP开缸剂36mL/L，ANTITAR 1127 ADDITIVE C添加剂80mL/L，pH为3.6，操作温度60℃，阴极电流密度0.008A/dm2，阴极移动4m/min。

本实施例在具体操作上分为如下步骤：

试验例1

本试验例对实施例1和实施例2制备的样件进行镀层结合力测试，按照GB/T 5270-2005《金属基体上的金属覆盖层电沉积和化学沉积层附着强度试验方法评述》标准以热震法测试镀层结合力，把镀件放在加热炉中加热至300℃保温30min，取出后放入室温的水中骤然冷却，镀层没有出现起泡和脱落。试验表明，本发明所制备的镀层结构具有良好的结合力。

试验例2

实施例1和实施例2所制备的样件，按照GB/T 10125–2021《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》进行中性盐雾试验144h，镀件表面无锈蚀。本实用新型制备的钕铁硼永磁材料镀银的镀层结构，进行中性盐雾不出现锈蚀的时间比GB/T 34491-2017《烧结钕铁硼表面镀层》标准规定的镀银层中性盐雾试验72h出现锈蚀的时间高出1倍。

试验例3

实施例1和实施例2所制备的样件按照GB/T 2423.3–2016《电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Cab：恒定湿热试验》，在40℃和相对湿度为93%的条件下试验1200h，镀层无肉眼可见的变化。本实施例所制备的镀银层具有较高的抗变色能力。

对比例1

钕铁硼工件前处理后按传统工艺直接镀光亮镍，镀镍层厚度为15μm，然后用超邦化工的ILV-501光亮厚银电镀工艺制备镀银层，镀银层厚度为3μm，再用超邦化工的ANTITAR1127银保护剂制备电解保护膜，水洗后烘干。所制备样件按照GB/T 10125–2021《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》进行中性盐雾试验72h，观察到镀件表面出现了点状的红色腐蚀物。

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处。本实用新型要求保护的范围应以权利要求书为准。

Claims

1.一种钕铁硼永磁材料镀银的镀层结构，其特征在于：包括钕铁硼基体、和在所述钕铁硼基体上从内到外依次制备的预镀镍层、焦磷酸盐镀铜层、光亮镀铜层、光亮镀镍层、镀银层、及电解保护膜；

2.如权利要求1所述的钕铁硼永磁材料镀银的镀层结构，其特征在于：所述焦磷酸盐镀铜层的厚度为5～10μm。

3.如权利要求1所述的钕铁硼永磁材料镀银的镀层结构，其特征在于：所述光亮镀铜层的厚度为5～17μm。

4.如权利要求1所述的钕铁硼永磁材料镀银的镀层结构，其特征在于：所述光亮镀镍层的厚度为3～8μm。

5.如权利要求1所述的钕铁硼永磁材料镀银的镀层结构，其特征在于：所述镀银层的厚度为0.5～5μm。