[发明专利]一种用于NdFeB材料的超声波化学镀镍磷方法

说明书

技术领域

本发明属于化学镀工艺技术领域，特别涉及一种用于NdFeB材料的超声波化学镀镍磷方法。

背景技术

NdFeB稀土永磁材料与普通材料相比，具有很高的磁能积、矫顽力和剩磁，正是由于具有如此优异的性能，使得它在许多领域有着不可取代的优势。但是由于稀土永磁材料本身的化学活性比较强、耐蚀性能差，因此必须对其进行有效的表面处理，使其不仅要有高的电磁性能、高的机械强度，还要有高的耐腐蚀性能。

化学镀镍磷合金以镀层结构致密、厚度分布均匀、硬度高、抗腐蚀性强、仿形性好、对磁性能影响小等优点成为稀土永磁材料防腐蚀的理想选择。

但是传统的化学镀工艺很难在稀土永磁体表面镀覆，这是因为NdFeB稀土永磁材料通常是通过粉末冶金的方法压制成型并最终烧结和/或粘接而成的，磁体表面粗糙，疏松多孔，在孔隙中很容易残留有腐蚀性的溶液，致使化学镀后残留的腐蚀性的溶液逐渐浸蚀孔隙内壁；经过一段时间以后，使基体与镀层结合面处逐渐腐蚀粉化，镀层整体脱落。因此要采取有效的前处理工艺以达到封孔和改善基体与镀层长期的结合强度的目的。不同的前处理工艺对镀层质量，特别是对镀层结合力、均镀能力有很大影响。而镀层的均匀覆盖及与基体的紧密结合是提高NdFeB表面镀层耐蚀性的关键因素。

目前，常用化学镀镍磷工艺的能量输入方式主要为水浴加热，酸性化学镀在85℃以上进行，碱性化学镀在70～75℃进行，能耗大，且易在槽壁上沉积。在施镀过程中，水分挥发快，镀液易老化，稳定性差，还原剂次亚磷酸钠利用率低；同时，高温还会引起某些被镀材料的改性，因而在一定程度上限制了其应用。

超声波作为一种新的能量输入方式，可以显著地提高化学镀镍磷工艺中镍磷合金的沉积速度，降低镍磷合金中的磷含量，提高镀层的显微硬度，明显地降低镀层的孔隙率；在超声波作用下，镍磷合金的沉积速度约为无超声波时的1.5倍，最高可达10μm/h以上。对超声波化学镀层的金相组织、成分、结构和性能进行研究，并与常规化学镀层进行比较，研究结果表明超声波化学镀层组织致密，胞状结构细化，镀层含磷量降低，主要为非晶态，夹有少量微晶。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于NdFeB永磁材料的超声波化学镀镍磷方法，该方法通过在碱性镀液中闪镀的方式来对NdFeB永磁材料进行封孔和活化，且通过超声波辅助方式进行化学镀镍磷。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于NdFeB永磁材料的超声波化学镀镍磷方法，包括如下步骤：

a)机械打磨：对NdFeB试样进行打磨，用蒸馏水冲洗干净；

b)超声除油：采用超声波方式在除油液中对机械打磨后的NdFeB试样除油，除油时间为10～15min，并用蒸馏水冲洗干净；

c)酸洗除锈：在酸洗除锈液中对超声除油后的NdFeB试样进行酸洗除锈，酸洗除锈时间为30～40s，并用蒸馏水冲洗干净；

d)闪镀：将酸洗除锈后的NdFeB试样浸入碱性镀液中进行闪镀，并用蒸馏水冲洗干净，其中，碱性镀液的组成为：NiSO₄·6H₂O25～30g/L，羟基乙叉二膦酸(HEDP)60～68ml/L，硫脲0.0018～0.0022g/L，余量为蒸馏水，镀液pH≥12，闪镀时间为3～5min；

e)超声波化学镀镍磷：将闪镀后的NdFeB试样浸入镀镍磷溶液中进行超声波化学镀镍磷，其中，所述镀镍磷溶液的组成为：NiSO₄·7H₂O26～30g/L，NaH₂PO₂24～27g/L，Na₃C₆H₅O₇·2H₂O28～31g/L，CH₃COONa18～22g/L，琥珀酸1.0～1.2g/L，乙酸铅0.0001～0.0002g/L，余量为蒸馏水，该镀镍磷溶液pH＝8～8.5，镀镍磷溶液温度控制在63～65℃，施镀时间为40～45min。

步骤a)中，对NdFeB试样平面及边缘依次进行打磨。

步骤b)中，所述除油液的组成为：NaOH10g/L，Na₃PO₄70g/L，Na₂CO₃50g/L，乳化剂OP-100.5g/L，余量为蒸馏水。