[发明专利]一种微纳尺寸颗粒增强型锌铝涂层及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锌铝涂层，特别是一种微纳尺寸颗粒增强型锌铝涂层，本发明还涉及一种微纳尺寸颗粒增强型锌铝涂层的生产方法，属于磁性材料表面防护领域。

背景技术

钕铁硼永磁体是钕铁硼磁性材料的一种，是稀土永磁材料发展的最新结果，由于其优异的磁性能而被称为“磁王”，广泛应用于电力电子、仪器仪表、航空航天等高新技术领域。一般烧结而成的钕铁硼永磁体磁性优异，但是易被腐蚀，为了提高钕铁硼永磁体的耐蚀性，通常采用调节磁体的合金成分或者对磁体进行涂层防护，前者通常以牺牲磁体磁性能为代价，且效果不明显，因此，表面添加防护涂层的成为当前提高钕铁硼永磁体耐蚀性能的主要手段。

锌铝涂层是近年来在锌铬涂层基础上发展起来的一种新型环保型金属表面处理技术，是将水性无铬锌铝涂料浸涂、刷涂或喷涂于金属基体表面，经烘烤形成的以鳞片状锌为主要成分的无机防腐蚀涂层。其防腐机理主要包括以下四个方面：一，屏蔽作用，由于涂层是由大量的片状锌铝片层叠而成，构成了有效的阻挡层，延长了腐蚀介质的腐蚀通道；二，电化学保护，锌、铝对一般金属基体来说都是阳极性的，因而在与阴极基体形成原电池时对基体形成阴极保护作用；三，钝化作用，粘接剂中包含了氧化物和硅化物，它们都是腐蚀的缓蚀剂，会降低基体和锌、铝的腐蚀速率；四，自修复作用，当涂层受到腐蚀时，锌粉优先活化，生成腐蚀产物，腐蚀产物在涂层中原位生长，填充在涂层之间的缝隙中，可对涂层的缺陷起到一定程度的封闭和屏蔽作用。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种能够对钕铁硼永磁体表面进行更好防护的锌铝涂层，具体技术方案如下：

一种微纳尺寸颗粒增强型锌铝涂层，所述涂层用于涂覆在钕铁硼永磁体表面，所述涂层为掺有微纳米颗粒的锌铝涂层，其中微纳米颗粒为微纳尺寸的二氧化钛、氧化硅、氧化铝、铝、氧化铈中的一种或多种。

作为上述技术方案的改进，所述锌铝涂层为水性硅烷锌铝涂层。

上述技术方案通过在锌铝涂层中掺入微纳米颗粒，使锌铝涂层兼有涂层本身的防腐蚀性和微纳米颗粒附带的抗高温氧化性、抗震性、高韧性，大幅度提高防腐蚀钕铁硼永磁体表面涂层的力学性能及抗划伤性能，有益效果显著。

本发明还提供了一种一种微纳尺寸颗粒增强型锌铝涂层的生产方法，包括如下步骤，

第一步，基体处理：

（1）常温条件下使用稀HNO3溶液清洗钕铁硼永磁体5s～10s；

（2）将酸洗后的钕铁硼永磁体进行一级水洗0.5min～1min，随后进行二级水洗0.5 min～1min，之后在去离子水中超声清洗2min～4min；

（3）将清洗后的钕铁硼永磁体在烘箱中烘烤10min～15min，烘烤温度为60℃～100℃，然后自然冷却至常温；

第二步，涂液配置：

（1）取相同体积的硅烷和乙醇在室温下进行搅拌，搅拌过程中添加蒸馏水，搅拌2h～3h，制取硅烷水溶液，硅烷、乙醇、蒸馏水的体积比为1：1：2；

（2）将锌铝片状粉末加入硅烷水解液中，搅拌3h～5h，并在搅拌过程中加入流平剂、消泡剂、润湿剂类的助剂制备成性能均一的锌铝涂液；

（3）将微纳米颗粒、表面活性剂、溶剂按照质量比0.5～1.2：0.3～1：5～10的比例进行混合，超声分散2h～6h，然后磁力搅拌2h～24h，制备微纳米颗粒分散液；

（4）将上述制得的微纳米颗粒分散液与锌铝涂液按照体积比1～5：10～20的比例进行混合，搅拌2h～20h，制备分散均匀的锌铝/微纳米颗粒涂液；

第三步，基体涂覆：

在15℃～28℃下，对冷却后的钕铁硼永磁体喷涂锌铝/微纳米颗粒涂液；

第四步，涂液烘干：

将涂覆后的钕铁硼永磁体在110℃～120℃的烘箱中预烘5min～15min，随后在在230℃～250℃烘箱中烘烤化30min～35min，然后将钕铁硼永磁体取出冷却至常温，得到厚度在15um～25um之间的涂层。

作为上述技术方案的改进，所述第二步中，微纳米颗粒分散液制备过程中使用的溶剂为去离子水、乙二醇、无水乙醇中的任意一种。

作为上述技术方案的改进，所述第二步中，锌铝涂液制备过程中锌铝片状粉末、硅烷水溶液、流平剂、消泡剂、润湿剂按照下述质量百分比：

锌铝片状粉末              15%～40%

硅烷水溶液                55%～80%

流平剂、消泡剂、润湿剂    3%～8%

进行混合。