[发明专利]用于铜覆的镀铜液及其对永磁材料的表面镀铜方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料的表面化学处理领域，尤其是涉及钕铁硼永磁材料的表面镀铜技术，具体地说，本发明涉及一种用于铜覆的镀铜液，以及利用该镀铜液对永磁材料的表面镀铜方法。

背景技术

近年来钕铁硼(NdFeB)永磁材料的应用和发展十分迅速，而钕铁硼永磁材料的防护成功与否关系到材料能否推广应用的关键技术之一。该材料主要是由稀土金属钕Nd、铁和硼等元素通过粉末冶金工艺制备而成。作为目前最强的磁性材料，已经广泛应用于电镀器件、机械、医疗、汽车等诸领域，应用前景十分广阔。

钕铁硼永磁材料应用的前提是首先要解决好钕铁硼永磁材料的防腐问题。作为一种粉末冶金工艺制备而成的多孔材料，因其中的富钕相，钕铁硼主相及边界相很容易形成晶间腐蚀。钕铁硼粉末合金中的稀土元素钕，性质活泼，使整个钕铁硼合金的耐蚀性能变得很差，在湿热的环境中极易生锈腐蚀，因腐蚀失效造成磁性能的下降或损坏，严重影响了钕铁硼永磁体的使用寿命，降低了产品的稳定性和可靠性。钕铁硼永磁材料的磁性能与其组织结构有很大的关系。钕铁硼永磁体的主相是磁体磁性能的主要来源。对矫顽力贡献最大的是富钕相。当钕铁硼永磁材料发生腐蚀以后材料的磁性能将发生巨大的变化。因此，钕铁硼永磁材料的防腐问题一直是钕铁硼永磁材料需要解决的主要问题。

目前钕铁硼永磁材料的防腐方法有很多。其中有电镀镍、电镀锌(CN1421547A、CN1056133A)、电镀多层镍、镀铜(CN1514889A)，磷化、电泳漆等多种方法。

烧结钕铁硼永磁体通过化学镀铜的方法中，通常使用化学还原的方法。通常在硫酸铜、酒石酸钾钠、EDTA为主要组分的镀铜液中添加一种还原剂，通常为甲醛、次磷酸钠、硼氢化钠(钾)等。通过化学镀铜的方法，使工件表面沉积一定厚度的铜层。

作为一种在钕铁硼永磁体表面上形成铜镀层的方法，上述化学镀铜具有很高的实用价值。但是当还原沉积反应进行时，会产生氢气。氢气对于运用粉末冶金工艺制备的烧结钕铁硼材料会发生一定的氢脆现象。对此，日本住友特殊金属株式会社开发时一种新的镀铜液和镀铜工艺主要运用于粘结钕铁硼永磁材料(CN1514889A)来减少这种现象。

本发明一个目的是提供技术以解决氢脆现象，另一方面是对CN1514889A专利申请中镀铜液和镀铜工艺的优化与改进。

发明内容

本发明的发明目的正是为了增强镀铜液的稳定性，另一方面提高铜镀膜的结合力和耐蚀性。

根据本发明，本发明提供了一种用于铜覆的镀铜液，所述镀铜液包括0.03～0.5摩尔/升的硫酸铜、0.10～0.3摩尔/升的亚硫酸盐、0.1～0.7摩尔/升的络合剂；pH调整至6.5～8.0。

其中，所述亚硫酸盐为亚硫酸钠和/或亚硫酸钾。

其中，所述络合剂包括氟化物、和选自EDTA、柠檬酸钠、酒石酸钾钠和乙二胺中的一种或一种以上组分。

优选地，所述络合剂包括氟化物、EDTA、和乙二胺/或酒石酸钾钠。更优选为所述络合剂包括氟化物、EDTA、柠檬酸钠、酒石酸钾钠和乙二胺。

其中，所述氟化物为氟化钠或氟化钾。

根据本发明，本发明还提供了一种对永磁材料的表面镀铜方法，所述表面镀铜方法采用所述的镀铜液对经过预处理的永磁材料进行表面镀铜，在钕铁硼永磁材料表面形成铜层。

其中镀铜温度为10～65℃，镀铜时间为5～40分钟。

其中，所述永磁材料为烧结钕铁硼永磁材料。

其中，永磁材料的预处理包括以下步骤：

(1)倒角磨光：采用机械振磨、滚磨倒角法对钕铁硼永磁材料进行磨光；

(2)脱脂除油：加入磷酸钠、碳酸钠、氢氧化钠进行脱脂除油；

(3)酸洗除锈：再加入硝酸溶液进行酸洗除锈；

(4)酸液活化：对酸洗后的永磁材料在硫酸中进行活化。

实施本发明的最佳模式

本发明的铜镀液中，硫酸铜0.03～0.3摩尔/升；亚硫酸盐为0.10～0.2摩尔/升；络合剂0.05～0.7摩尔/升；pH调整至6.5～8.0；其中，所述络合剂包括氟化物、和选自EDTA、柠檬酸钠、柠檬酸钾、酒石酸钾钠和乙二胺中的一种或一种以上组分。其中，所述氟化物为氟化钠、氟化钾。

在永磁材料的预处理过程中，在脱脂除油中，使用磷酸钠、碳酸钠、氢氧化钠的用量最好分别为20～40g/升、10～20g/升、10～15g/升。

其中，在酸洗除锈中，使用硝酸的用量最好为1％～10％。

其中，在酸液活化中，使用硫酸的用量最好为5％～10％。