[发明专利]一种钕铁硼永磁材料的机械镀锌复合镀层的表面处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钕铁硼永磁材料的表面处理方法，特别涉及一种钕铁硼永磁材料的机械镀锌复合镀层的表面处理方法。

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是关系到钕铁硼永磁材料能否推广应用的关键技术之一。钕铁硼永磁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的。作为目前最强的磁性材料，钕铁硼永磁材料已经广泛应用于电镀器件、机械、医疗、汽车等领域，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。作为一种由粉末冶金工艺制备而成的多孔材料，钕铁硼永磁材料中的富钕相、钕铁硼主相和边界相很容易形成晶间腐蚀。由于钕铁硼粉末合金中的稀土元素钕的性质活泼，因而使整个钕铁硼合金的耐蚀性能变得很差，特别是在湿热的环境中极易生锈腐蚀，并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材料的使用寿命，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。钕铁硼永磁材料的主相是其磁性能的主要来源，而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，其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种，例如电镀镍、电镀锌(CN1421547A、CN1056133A)、电镀多层镍、镀铜(CN1514889A)、磷化、电泳漆等。电镀锌是在直流电源的作用下，金属锌离子在阴极上被还原成金属锌，而机械镀锌则不需要直流电源，利用机械能量和化学促进剂的作用，在金属零件上沉积锌。具体方法为：在旋转的滚筒内放入被镀零件、玻璃珠、水、化学促进剂和锌粉，在滚筒达到一定转速后，零件表面便生成结合力良好的连续锌层。可见机械镀锌是物理和化学两方面的作用所致。

申请号为02110408.5的中国发明专利申请公开了一种机械镀锌工艺。该机械镀锌工艺以工业锌粉(150～300目)为原料，借助于专用的活化分散助镀剂，用玻璃微珠作为冲击介质，可对金属结构件、标准件、铸铁管路等铁基金属工件进行机械镀锌，得到外表具有银白色光泽的均匀、致密、光滑的纯锌镀层。该纯锌镀层具有良好的耐蚀性能和稳定性。

另一方面，如何降低钕铁硼永磁材料在表面处理过程中的磁通损失越来越成为一个尖锐的问题。测量已经成膜的钕铁硼永磁材料的磁通，然后在150℃下将该钕铁硼永磁材料放置1小时后降温到常温，如此重复2-3次后，再测量该钕铁硼永磁材料的磁通值。根据这两次测量的磁通值可以计算出高温减磁。经过现有技术中的表面处理方法处理后的钕铁硼永磁材料的高温减磁通常为2-15％。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钕铁硼永磁材料的机械镀锌复合镀层的表面处理方法，所述方法包括如下步骤：

(1)倒角磨光：采用机械振磨或者滚磨倒角法对钕铁硼永磁材料进行常规磨光；

(2)脱脂除油：使用磷酸钠、碳酸钠或氢氧化钠进行常规脱脂除油；

(3)酸洗除锈：然后使用硝酸溶液对所述钕铁硼永磁材料进行常规酸洗除锈、水洗、硫酸活化；

(4)闪镀铜：使用镀铜液在钕铁硼永磁材料表面进行镀铜层，所述镀铜液包括0.03～0.5摩尔/升的硫酸铜，0.05～0.7摩尔/升的乙二胺四乙酸和0.02～0.3摩尔/升的亚硫酸钠，且所述镀铜液的pH为6.5～7.5；和

(5)机械镀锌复合镀层：采用镀锌复合液对钕铁硼永磁材料进行机械镀锌复合镀层，所述镀锌复合液包括基础液、分散剂、冲击介质、以及锌复合金属粉末；其中，所述基础液包括20-80克/升的磷酸锰、0.5-5克/升的氯化亚锡、0.2-10克/升的氟化钾和0.1-0.5克/升的表面活性剂0P-10，所述基础液的pH为5.0-6.0；所述分散剂为1.0-5.0克/升的聚乙二醇水溶液；所述冲击介质为玻璃珠；所述锌复合金属粉末为锌和有机聚烯烃。

优选地，镀铜时间为1分钟。

优选地，所述铜层的厚度为3-5微米。

优选地，所述基础液和所述分散剂的体积比为1∶1-3。

优选地，所述玻璃珠的直径为0.5-5微米，所述玻璃珠与钕铁硼永磁材料的重量比为1∶1-4。

优选地，所述有机聚烯烃选自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚四氟乙烯(PTFE)中的一种或两种。

优选地，所述锌的粒径均为3-10微米；所述有机聚烯烃的颗粒直径为0.5-5微米。