CN218786672U - 一种钕铁硼镀锌镍合金及石墨烯封闭的镀层结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钕铁硼镀锌镍合金及石墨烯封闭的镀层结构，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、锌镍合金镀层、三价铬蓝色钝化层、以及石墨烯封闭层。本实用新型公开的钕铁硼镀锌镍合金及石墨烯封闭的镀层结构，按照GB/T 10125–2012《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》进行中性盐雾试验1000h后镀件表面无白色腐蚀物生成。本镀层结构具有良好的耐蚀性。

Description

一种钕铁硼镀锌镍合金及石墨烯封闭的镀层结构

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镀锌镍合金及石墨烯封闭的镀层结构。

背景技术

钕铁硼作为第三代稀土永磁材料，具有非常优异的磁性能和高性价比，自20世纪80年代问世以来一直备受人们的青睐。近年来，我国已经成为全球钕铁硼永磁材料的生产和市场中心，该材料已在计算机、网络信息、航空航天、通讯、交通、家电、保健等高新技术领域得到广泛应用。在节能环保和低碳经济的时代背景下，新能源汽车、风能发电、节能家电、小型轻量化汽车、变频空调的发展，将使钕铁硼永磁材料的市场需求持续增长，同时也对钕铁硼永磁材料的耐腐蚀性能提出了更高要求。

钕铁硼基体表面多孔隙，材料本身又具有较高的化学活性。现有技术在钕铁硼表面上制备镀锌层、镀镍层、镍-铜-镍组合镀层等镀层结构，但这些镀层还不能有效保护钕铁硼基体免受腐蚀。目前，市面上销售的钕铁硼磁铁在室内放置两年后，有些产品表面就会出现点腐蚀、起泡、镀层脱落等现象。

发明内容

为了解决钕铁硼镀件耐蚀性较差的问题，本实用新型提供了一种钕铁硼镀锌镍合金及石墨烯封闭的镀层结构。为了达到上述目的本实用新型采用如下技术方案：

一种钕铁硼镀锌镍合金及石墨烯封闭的镀层结构，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、锌镍合金镀层、三价铬蓝色钝化层、以及石墨烯封闭层；

所述柠檬酸盐预镀镍层的厚度为1～5μm。

优选的，所述焦磷酸盐镀铜层的厚度为2～12μm。

优选的，所述锌镍合金镀层的厚度为4～15μm。

优选的，所述石墨烯封闭层的厚度为1.2～2.5μm。

钕铁硼基体表面有较多的孔隙，在其基体上直接镀锌镍合金，镀液会浸入基体表面的孔隙中。采用酸性锌镍合金电镀工艺施镀时，浸入到工件表面孔隙中的酸性镀液会缓慢腐蚀基体及锌镍合金镀层，最后在孔隙处起泡或出现点腐蚀。采用碱性锌镍合金电镀工艺施镀时，浸入到工件表面孔隙中的碱性镀液会腐蚀锌镍合金镀层，导致孔隙处出现点腐蚀。本实用新型采用中性的柠檬酸盐镀镍工艺制备预镀镍层，镀液对钕铁硼基体没有腐蚀作用。柠檬酸盐镀镍溶液具有较高的深镀能力，采用柠檬酸盐镀镍工艺预镀镍还有利于钕铁硼基体的封孔。焦磷酸盐镀液的pH为8.6～9，对钕铁硼表面上的孔隙无腐蚀，在预镀镍层上进行焦磷酸盐镀铜能够最终封闭工件表面上的空隙。在焦磷酸盐镀铜层上镀锌镍合金，锌镍合金镀层为阳极性镀层，且两层镀层之间有较高的电位差，焦磷酸盐镀铜层能有效阻止腐蚀介质向基体方向的侵蚀。锌镍合金镀层三价铬钝化后再用石墨烯封闭剂封闭，能够显著提高镀层的耐蚀性。

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镀锌镍合金及石墨烯封闭的镀层结构，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和形成点腐蚀的技术缺陷；

2、本实用新型在钕铁硼基体表面上制备的锌镍合金镀层结构，其耐蚀性远远高于现行电镀工艺所制备的镀层。

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。

一种钕铁硼镀锌镍合金及石墨烯封闭的镀层结构，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镀镍层、焦磷酸盐镀铜层、锌镍合金镀层、三价铬蓝色钝化层、以及石墨烯封闭层。

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，然后依次制备柠檬酸盐预镀镍层、焦磷酸盐镀铜层、锌镍合金镀层、三价铬蓝色钝化层、以及石墨烯封闭层。

所述柠檬酸盐预镀镍层的厚度为1～5μm，采用现行的柠檬酸盐挂镀镍工艺或滚镀镍工艺制备。

优选的，所述柠檬酸盐挂镀镍工艺为：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值7.0～7.2，温度50℃～60℃，阴极电流密度1～1.5A/dm²，阴极移动4～6m/min。

优选的，所述柠檬酸盐滚镀镍工艺为：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值7.0～7.2，温度50℃～60℃，镀槽电压6～10V，滚筒转速8～10r/min。

所述焦磷酸盐镀铜层的厚度为2～12μm，采用现行的焦磷酸盐镀铜工艺制备。

所述锌镍合金镀层的厚度为4～15μm，采用现行的镀锌镍合金工艺制备。

优选的，所述镀锌镍工艺采用超邦化工的挂镀锌镍合金工艺：Detronzin 1215碱性锌镍合金电镀工艺制备：锌5.5～8.5g/L，镍1.0～1.8g/L（由DETRONZIN 1215 Ni镍补充剂13～22mL/L提供），氢氧化钠120～135g/L，DETRONZIN 1215 Base辅助剂90～110mL/L，DETRONZIN 1215 Brightener主光剂1.0～5.0mL/L，DETRONZIN 1215 Purifier R净化剂0.1～0.8mL/L，镀槽温度21℃～28℃，阴极电流密度1.0～3.0A/dm²，阴极移动4～6m/min。

优选的，所述镀锌镍工艺采用超邦化工的滚镀锌镍合金工艺：Detronzin 1215碱性锌镍合金电镀工艺制备：锌5.5～8.5g/L，镍1.0～1.8g/L（由DETRONZIN 1215 Ni镍补充剂13～22mL/L提供），氢氧化钠120～135g/L，DETRONZIN 1215 Base辅助剂90～110mL/L，DETRONZIN 1215 Brightener主光剂1.0～5.0mL/L，DETRONZIN 1215 Purifier R净化剂0.1～0.8mL/L，镀槽温度21℃～28℃，滚镀电压6～10V，滚筒转速8～12r/min。

所述三价铬蓝色钝化层采用现行的锌镍合金镀层蓝色钝化剂制备。

优选的，所述三价铬蓝色钝化层采用超邦化工的TRIROS 343锌镍蓝色钝化剂制备：TRIROS 343锌镍蓝色钝化剂135～175mL/L,pH值1.8～2.6，操作温度30℃～60℃，浸渍时间45～75s，空气搅拌或工件摆动。

所述石墨烯封闭层的厚度为1.2～2.5μm，采用超邦化工开发的羟基石墨烯改性镀层封闭剂制备。

优选的，所述羟基石墨烯改性镀层封闭剂采用超邦化工的PRODICO 460羟基石墨烯改性封闭剂制备：PRODICO 460羟基石墨烯改性封闭剂的体积分数为 30%～40%，室温操作，浸渍时间5～20s，出槽后滴干，用高压空气吹去镀件上残留的封闭液，70℃～100℃烘干固化20～35min。

实施例1

如图1所示，一种钕铁硼镀锌镍合金及石墨烯封闭的镀层结构，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柠檬酸盐预镀镍层2、焦磷酸盐镀铜层3、锌镍合金镀层4、三价铬蓝色钝化层5、以及石墨烯封闭层6。

所述镀层结构采用挂镀工艺制备。

所述柠檬酸盐预镀镍层2的厚度为4μm，采用现行的柠檬酸盐挂镀镍工艺制备：六水合硫酸镍220g/L，氯化钠12g/L，硼酸33g/L，硫酸镁38g/L，pH=7.1，温度53℃，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5μm，采用现行的焦磷酸盐挂镀铜工艺制备。

所述锌镍合金镀层 4的厚度为12μm，采用广州超邦化工有限公司开发Detronzin1215碱性锌镍合金电镀工艺制备：锌7.5g/L，镍1.8g/L（由DETRONZIN 1215 Ni镍补充剂13～22mL/L提供），氢氧化钠130g/L，DETRONZIN 1215 Base辅助剂100mL/L，DETRONZIN 1215Brightener主光剂0.8mL/L，DETRONZIN 1215 Purifier R净化剂0.4mL/L，镀槽温度23℃，阴极电流密度2A/dm²，阴极移动5m/min。

所述三价铬蓝色钝化层5采用超邦化工的TRIROS 343 锌镍蓝色钝化剂制备：TRIROS 343 锌镍蓝色钝化剂140mL/L, pH=2，操作温度43℃，浸渍时间65s，工件摆动。

所述石墨烯封闭层6的厚度为2μm，采用超邦化工的PRODICO 460羟基石墨烯改性封闭剂制备：PRODICO 460羟基石墨烯改性封闭剂的体积分数为 35%，室温操作，浸渍时间10s，80℃烘干固化30min。

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→除锈→水洗→超声波除油→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挂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挂镀铜工艺制备焦磷酸盐镀铜层3。

4、镀锌镍合金：工件焦磷酸盐镀铜后按碱性锌镍合金挂镀工艺制备锌镍合金镀层4。

5、三价铬蓝色钝化：工件镀锌镍合金后进行“质量分数为5%的稀硫酸出膜→水洗→三价铬蓝色钝化→水洗”制备三价铬蓝色钝化层5。

6、石墨烯封闭：工件钝化后进行“浸渍石墨烯封闭液→出槽滴干→用高压空气吹去镀件上残留的封闭液→烘干固化”制备石墨烯封闭层6。

实施例2

如图1所示，一种钕铁硼镀锌镍合金及石墨烯封闭的镀层结构，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柠檬酸盐预镀镍层2、焦磷酸盐镀铜层3、锌镍合金镀层4、三价铬蓝色钝化层5、以及石墨烯封闭层6。

所述镀层结构采用滚镀工艺制备。

所述柠檬酸盐预镀镍层2的厚度为2μm，采用现行的柠檬酸盐滚镀镍工艺制备：六水合硫酸镍220g/L，氯化钠12g/L，硼酸33g/L，硫酸镁38g/L，pH=7.1，温度55℃，镀槽电压8V，滚筒转速8r/min。

所述焦磷酸盐镀铜层3的厚度为6μm，采用现行的焦磷酸盐滚镀铜工艺制备。

所述锌镍合金镀层 4的厚度为12μm，采用广州超邦化工有限公司的Detronzin1215碱性锌镍合金滚镀工艺制备：锌7g/L，镍1.5g/L（由DETRONZIN 1215 Ni镍补充剂13～22mL/L提供），氢氧化钠130g/L，DETRONZIN 1215 Base辅助剂100mL/L，DETRONZIN 1215Brightener主光剂0.8mL/L，DETRONZIN 1215 Purifier R净化剂0.4mL/L，镀槽温度23℃，镀槽电压8V，滚筒转速10r/min。

所述三价铬蓝色钝化层5采用超邦化工的TRIROS 343 锌镍蓝色钝化剂制备：TRIROS 343 锌镍蓝色钝化剂140mL/L, pH=2，操作温度45℃，浸渍时间55s，空气搅拌。

所述石墨烯封闭层6的厚度为1.6μm，采用超邦化工的PRODICO 460羟基石墨烯改性封闭剂制备：PRODICO 460羟基石墨烯改性封闭剂的体积分数为 35%，室温操作，浸渍时间10s，出槽后滴干，80℃烘干固化30min。

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→除锈→水洗→超声波除油→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滚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滚镀铜工艺制备焦磷酸盐镀铜层3。

4、镀锌镍合金：工件焦磷酸盐镀铜后按碱性锌镍合金滚镀工艺制备锌镍合金镀层4。

5、三价铬蓝色钝化：工件镀锌镍合金后进行“质量分数为5%的稀硫酸出膜→水洗→三价铬蓝色钝化→水洗”制备三价铬蓝色钝化层5。

6、石墨烯封闭：工件钝化后进行“浸渍石墨烯封闭液→出槽滴干→用离心机脱出镀件上残留的封闭液→烘干固化”制备石墨烯封闭层6。

实施例1和实施例2所制备的钕铁硼镀锌镍合金及石墨烯封闭的镀层结构，按照GB/T 10125–2012《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》进行中性盐雾试验1000h，镀件表面无白锈生成。本实用新型制备的钕铁硼镀锌镍合金及石墨烯封闭的镀层结构，进行中性盐雾不生白锈的时间比GB/T 34491-2017《烧结烧结钕铁硼表面镀层》标准规定的镀锌层彩色钝化中性盐雾试验48h锈蚀的时间高21.8倍。

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JB 2111–1977《金属覆盖层的结合强度试验方法》以热震法测试镀层结合力，把镀件放在加热炉中加热至190℃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。

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。总之，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (4)

1.一种钕铁硼镀锌镍合金及石墨烯封闭的镀层结构，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柠檬酸盐预镀镍层、焦磷酸盐镀铜层、锌镍合金镀层、三价铬蓝色钝化层、以及石墨烯封闭层；

所述柠檬酸盐预镀镍层的厚度为1～5μm。

2.如权利要求1所述的钕铁硼镀锌镍合金及石墨烯封闭的镀层结构，其特征在于：所述焦磷酸盐镀铜层的厚度为2～12μm。

3.如权利要求1所述的钕铁硼镀锌镍合金及石墨烯封闭的镀层结构，其特征在于：所述锌镍合金镀层的厚度为4～15μm。

4.如权利要求1所述的钕铁硼镀锌镍合金及石墨烯封闭的镀层结构，其特征在于：所述石墨烯封闭层的厚度为1.2～2.5μm。

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