[发明专利]烧结钕铁硼永磁体表面陶瓷涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料的表面改性领域，尤其涉及一种烧结钕铁硼永磁体表面陶瓷涂层的制备方法。

背景技术

钕铁硼永磁体因其具有高的饱和磁化强度、矫顽力和磁能积而在微波通信、音像技术、高能微型电机、仪器仪表、计算机、磁分离技术、风能发电、汽车工业和医疗器械等领域得到了广泛的应用。但是由于烧结钕铁硼永磁体受到生产工艺的限制,表面存在大量的孔隙,而且钕铁硼本身是多相组织结构(Nd₂Fe₁₄B硬磁相、富Nd相和富B相),各相间存在着较大的化学电位差,在潮湿的环境中容易形成腐蚀电池，发生产生晶间腐蚀。烧结钕铁硼永磁体这种耐蚀性差的缺点严重影响了其进一步应用,所以钕铁硼磁体的防腐蚀研究受到广泛关注。目前表面防护处理是提高钕铁硼永磁体耐腐蚀性能最为有效的办法，主要有磷化处理、电镀、电泳涂覆、化学镀、磁控溅射、离子镀、稀土转化膜、溶胶-凝胶等表面技术单独或复合地运用于钕铁硼永磁材料的防护。这些方法主要在钕铁硼永磁体表面形成有机涂层、金属涂层和陶瓷涂层，其中陶瓷涂层具有优异的耐蚀性、良好的耐磨性能及可在高温环境使用，成为近期研究热点。目前已有磁控溅射技术可在钕铁硼永磁体表面制备氧化铝涂层(Shoudong Mao, Hengxiu Yang, Feng Huang, et al. Applied Surface Science. 2011, 257: 3980-3984)和气相沉积技术制备氮化钛涂层(A. Ali, A. Ahmad, K. M. Deen. Materials and Corrosion. 2010, 61(2): 130-135)。微弧氧化是将Ti、Mg、Al等金属或其合金置于电解质水溶液中，利用电化学方法，在该材料的表面微孔中产生火花放电斑点，在热化学、等离子体化学和电化学的共同作用下，原位生成陶瓷膜的方法。但迄今为止国内外还没有关于烧结钕铁硼永磁体进行微弧氧化处理制备陶瓷涂层的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种烧结钕铁硼永磁体表面陶瓷涂层的制备方法，它具有工艺简单，成本低，提高产品性能和寿命的优点。

本发明是这样来实现的，一种烧结钕铁硼永磁体表面陶瓷涂层的制备方法，其特征在于所述制备方法包括以下步骤：(一) 倒角磨光：采用机械振磨、滚磨倒角法对烧结钕铁硼永磁材料进行表面磨光处理；(二) 脱脂除油：将倒角磨光后的磁体放入碱性除油剂进行脱脂除油；(三) 酸洗除锈：放入酸性溶液进行酸洗除锈；(四) 微弧氧化：将酸洗除锈后的永磁体放入电解液中进行微弧氧化处理；(五) 冲洗干燥：将微弧氧化处理后的钕铁硼永磁体用蒸馏水冲洗后自然干燥，最终在钕铁硼永磁体表面形成氧化陶瓷涂层。所述酸性溶液是硝酸，浓度质量分数为2～20%，酸洗时间为10～180秒。所述电解液为铝酸钠体系，即铝酸钠和磷酸二氢钾以去离子水为溶剂配制的混合液，其浓度分别为10～30克/升和0.1~10克/升。所述电解液为氟锆酸钾体系，即氟锆酸钾和磷酸以去离子水为溶剂配制的混合液，其浓度分别为10～30克/升和5~20克/升。所述电解液为氟钛酸钾体系，即氟钛酸钾和磷酸氢二钾以去离子水为溶剂配制的混合液，其浓度分别为5～10克/升和5~10克/升。所述微弧氧化处理为采用双向脉冲微弧氧化电源，以钕铁硼为正极，以不锈钢电解槽为负极，并控制电解液温度为10～40℃。所述微弧氧化处理使用的正脉冲电压为300~500V、负脉冲电压为10~200V、正负脉冲工作频率为30~3000Hz和正负脉冲的占空比为5～50%的条件下处理5~90min。

本发明的技术效果是：本发明可在烧结钕铁硼永磁体表面获得氧化物陶瓷涂层，涂层对钕铁硼永磁体固有的磁性能无影响、厚度均匀为2～30μm，涂层与钕铁硼永磁体结合强度>20MPa，覆盖陶瓷涂层钕铁硼永磁体的自腐蚀电位较基体提高了0.1～0.5V，自腐蚀电流提高了2～4个数量级，其耐盐雾试验>300h，PCT试验>100h；并且本发明制备方法实现工业应用简单易行，生产成本较低，不受磁体材料外形结构的影响，对环境无污染，能有效地提高钕铁硼磁体的耐蚀性和耐磨性，延长磁体的使用寿命。

附图说明

图1为实施例1所获得的氧化陶瓷涂层表面SEM照片。

    图2为实施例1所获得的氧化陶瓷涂层表面XRD图谱。

具体实施方式

实施例1

本实施方式烧结钕铁硼永磁体表面陶瓷涂层的制备方法按以下步骤进行：