TWI485012B - 磁性元件表面清洗方法 - Google Patents

Description

磁性元件表面清洗方法

本發明是有關於一種清洗方法，特別是指一種磁性元件的清洗方法。

永磁材料由於可廣泛的應用到例如機械、醫療、電鍍、汽車等不同的領域，因此近年來發展十分迅速，其中釹鐵硼永磁材料由於具有優越的磁性能因此更是受到重視。然而，釹鐵硼永磁材料因為性質較為活潑，且容易在釹硼晶界處產生晶間腐蝕，使得該釹鐵硼永磁材料的耐蝕性變差而易生鏽腐蝕；而眾所周知，永磁材料的磁性能與其結構有極大的關聯，當永磁材料的結構被破壞時就會縮短由其所製得之磁性元件的使用壽命並嚴重影響產品的穩定性及可靠度。因此，為了避免釹鐵硼永磁材料因為腐蝕造成的問題，所以在將釹鐵硼永磁材料切削加工製成成品後，大都會在製成的磁性元件表面再鍍上一層防護層，以避免磁性元件的腐蝕破壞。而前述切削加工的過程會使用切削液，因此在鍍上防護層前須先將殘留在磁性元件上的切削液清除，以避免殘留的切削液影響後續其它鍍層(如防蝕層)的性能。

一般用於切削加工過程的切削液有油性、水性，或油水混合乳化型切削液，而目前用於清除釹鐵硼等永磁元件上殘留的切削液或是油汙大多是利用混合型的化學藥劑來清洗，以避免使用強酸或強鹼為洗劑所導致的元件腐蝕問 題。如中國大陸專利第CN102041518公開號揭示一種用於永磁材料的水溶性除油劑，利用含有鹼(氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、磷酸三鈉或焦磷酸鈉至少其中兩種)、清潔助劑(有機多磷酸類及無機磷酸鹽類至少其中一種)及非離子型界面活性劑的組成進行切削液的清洗；美國第US4390465號專利則揭示一種含有鹼性助洗劑、界面活性劑、改質的直鏈脂肪族聚醚和己二醇所組成的清洗劑增加切削液的去除效果；而中國大陸CN100385042C公開號則揭示一種釹鐵硼磁性材料表面除油去汙清洗劑及其使用方法，該清洗劑包含氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、磷酸三鈉、焦磷酸鈉及乳化劑，並進一步結合清洗劑與超音波設備進行永磁材料的表面除油。

前述使用清潔劑的方式雖然可有效清除釹鐵硼永磁元件表面的切削液及油汙，但是由於釹鐵硼為具有多孔性結構的材料，因此清洗的過程在孔隙處容易產生氣泡，影響清洗的效果，此外，殘留在較細孔隙的切削液也會因清洗劑不易滲透較難清除；而利用超音波輔助清除切削液的方式雖然可減少清除時間並解決前述因為孔隙所產生的問題，但是利用超音波也容易因為能量控制不當反而會破壞永磁元件的結構。

因此，本發明之目的，即在提供一種製程簡便且無使用化學藥劑的磁性元件表面清洗方法。

於是，本發明一種磁性元件表面清洗方法包含以下兩 個步驟。

(a)提供一磁性元件，並將該磁性元件置於一腔體中。

(b)利用一清潔劑對該磁性元件進行第一階段表面清洗，其中，該清潔劑包含超臨界狀態的二氧化碳及水。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

參閱圖1，本發明磁性元件表面清洗方法的該較佳實施例包含以下三個步驟。

首先進行準備步驟21，先提供一殘留有切削液並由磁性材料構成的磁性元件，且該磁性元件的表面可為平整的表面或是具有孔隙結構。

接著進行第一階段表面清洗步驟22，將該磁性元件置於一腔體中，然後將一清潔劑導引進入該腔體，對該磁性元件進行第一階段表面清洗，將殘留在該磁性元件的切削液清除。

要說明的是，該清潔劑可以是在引入該腔體前，先在外界令二氧化碳形成超臨界狀態並將水汽化後再引入該腔體中；也可以是先將水及液態的二氧化碳引入該腔體後再升溫而令該腔體中的水汽化並令液態的二氧化碳形成超臨界狀態。於本實施例中是以將該清潔劑引入該腔體前即在外界將水及液態的二氧化碳轉變成水蒸氣及二氧化碳超臨界流體後再引入該腔體中做說明。

具體的說，該第一階段表面清洗步驟22是令該腔體維持在溫度140~150℃、壓力73~80Bar的條件下維持5~20分鐘，讓該清潔劑對該磁性元件進行第一階段表面清洗。

接著進行第二階段表面清洗步驟23，將該腔體的溫度維持在與該第一階段表面清洗相同的條件下，將壓力降至20~30Bar，令該二氧化碳由超臨界狀態回復至氣態並維持1~5分鐘後，再將該腔體的壓力調升至73~80Bar，令該二氧化碳由氣態回復至超臨界流體的狀態，對該磁性元件進行第二階段表面清洗。

本發明利用清潔劑中非極性的二氧化碳溶解油性物質，並利用水溶解極性物質，因此，可同時適用在移除油性、水性或是油/水混合型的切削液及殘留在該磁性元件上的油汙，同時，由於該清潔劑會呈現弱酸性，因此也會增加對非極性物質的溶解性而提高清潔效果。此外，再利用超臨界流體所具有的高滲透性能，因此可以深入該磁性元件的孔隙中，不僅可將殘留在該磁性元件表面的切削液溶解移除，還可將殘留在該磁性元件的孔隙結構中的切削液一併移除，而可得到較好的孔隙清除效果。

此外，要說明的是，為了進一步增加該清潔劑對該切削液的移除效果，還可視需求重覆該步驟22及23，藉由清洗次數的增加及該二氧化碳狀態的變化循環，讓殘留在該磁性元件的切削液可更容易移除並移除的更完全。

要說明的是，也可將該清潔劑組成份均控制在超臨界狀態，而得到相同的移除效果。具體的說，當將該清潔劑 組成份均控制在超臨界狀態時，該第一階段表面清洗步驟22是令該腔體維持在溫度140~150℃、壓力73~80Bar的條件下維持5~20分鐘，讓該清潔劑對該磁性元件進行第一階段表面清洗；該第二階段表面清洗步驟23則是將該腔體的溫度維持在與該第一階段表面清洗相同的條件下，將壓力降至20~30Bar並維持1~5分鐘後，再將壓力調升至73~80Bar，對該磁性元件進行第二階段表面清洗，即可完成對該磁性元件的表面清洗。

值得一提的是，該腔體中也可具有一個攪拌器，藉由該攪拌器的攪拌擾動也可增加該清潔劑對該切削液的移除效果。

本發明藉由具有極性及非極性特性的清潔劑，不僅可同時適用於移除油性及水性的切削液，而且利用超臨界流體具有高滲透性的特性，還可深入磁性元件的孔隙結構中，有效移除殘留在孔隙結構中的切削液；此外，由於本發明僅利用二氧化碳及水做為移除切削液的清潔劑，因此不會有習知利用多種溶劑或化學助劑作為清洗切削液的清潔劑所造成的汙染問題，可減輕對環境的負擔，而可有效達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

21‧‧‧準備步驟

22‧‧‧第一階段表面清洗步驟

23‧‧‧第二階段表面清洗步驟

圖1是一流程圖，說明本發明磁性元件表面清洗方法的該較佳實施例。

21‧‧‧準備步驟

22‧‧‧第一階段表面清洗步驟

23‧‧‧第二階段表面清洗步驟

Claims (5)

1. 一種磁性元件表面清洗方法，包含：一準備步驟，提供一磁性元件，並將該磁性元件置於一腔體中；及一第一階段表面清洗步驟，利用一清潔劑對該磁性元件進行第一階段表面清洗，其中，該清潔劑的組成分包括水及超臨界狀態的二氧化碳，且是在該腔體的溫度140~150℃的條件下進行。
2. 如請求項1所述的磁性元件表面清洗方法，其中該第一階段表面清洗步驟是在該腔體的壓力73~80Bar的條件，且該清潔劑的組成分中的水為液態。
3. 如請求項2所述的磁性元件表面清洗方法，還包含一實施在該第一階段表面清洗步驟之後的第二階段表面清洗步驟，是將該腔體的溫度維持在與該第一階段表面清洗相同的條件下，將壓力降至20~30Bar並維持一預定時間後，再將壓力調升至73~80Bar，對該磁性元件進行第二階段表面清洗。
4. 如請求項1所述的磁性元件表面清洗方法，其中，該第一階段表面清洗的時間為5~20分鐘。
5. 如請求項3所述的磁性元件表面清洗方法，其中，該第二階段表面清洗係在20~30Bar的壓力條件下維持1~5分鐘，並在73~80Bar的壓力條件下維持10~15分鐘。