[发明专利]一种钕铁硼锌系磷化液及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属表面处理领域，具体涉及一种钕铁硼锌系磷化液及其使用方法。

背景技术

目前，钕铁硼表面防腐蚀技术包括电镀、有机涂层及复合涂层等。

由于电镀工艺的设备成本相对较低。电镀镀层的缺点也相当明显：产品质量的一致性和 稳定性普遍较差，镀层孔隙率大，薄膜不致密，有形状依赖性，需要对磁体边角做倒角处理， 对深孔样品无法施镀。对于一些较严酷的场合，镀层长时间使用后，会出现开裂、剥离、易 脱落等问题，防护性能下降。

采用静电喷涂或电泳沉积涂装工艺可以获得比较高的成膜质量，比较适合工厂批量处理。 可用于钕铁硼表面防护的涂层材料主要包括有机和无机两大类。其中有机涂料的膜层致密度 较高，防腐蚀的能力较强，施工设备简单，具有广泛的应用前景。目前产业界大量采用电泳 涂装沉积一层或多层环氧树脂或其他有机涂层等手段作为其他镀层的追加防护。

为了提高涂料与钕铁硼的附着力，延长涂层的耐腐蚀寿命，需要对钕铁硼进行磷化处理， 包括铁系磷化和锌系磷化。由于钕铁硼磁性材料的特殊结构及性能，普通用于钢铁的磷化液 在钕铁硼上很难实现锌系磷化。

中国专利200610172643X公开了一种常温铁系磷化液。但是这样的铁系磷化膜不适合阴 极电泳涂装，原因是铁系磷化膜不耐腐蚀，不能直接用于钕铁硼表面的防腐蚀保护。在阴极 电泳条件下溶出率高，一方面导致电泳漆的电导率升高，一方面恶化与漆膜的配套性。

美国专利US6013411公开了铁硼涂覆技术，它的脱脂剂中含有硅酸盐，这种脱脂剂粘度 大，不易清洗，采用磷酸二氢锌作磷化剂，形成的锌系磷化膜抗腐性低，表面涂覆层采用粉 末喷涂方法，其结合力差，涂覆不均匀，尤其是边角部位更为突出。

中国专利931196949公开了钕铁硼表面阴极电泳涂装工艺，使用ZnCaNi系磷化液进行 磷化。虽然漆膜附着力和耐腐性良好，但是使用六价铬对环境和人体都构成危害。

中国专利2012101519914公开了一种钕铁硼锌系磷化液及其使用方法。但是这样的磷化 液不稳定，更新频繁，尤其是磷化液使用后期，所得磷化膜会出现蓝彩色，导致磁体的耐腐 蚀性下降。另外，该发明超声波工序过多，损害了钕铁硼磁体的表面状态，致使磷化后的磁 体耐腐蚀性降低。

国内很多研究人员在实验室内经过多年努力进行了钕铁硼的锌系磷化及阴极电泳涂覆试 验研究。赵复兴等人(新技术新工艺，1996，1：43-44)研究了钕铁硼的锌系磷化。由于磷 化液酸比过高，导致大量沉渣，长期使用严重影响磷化膜质量。

吕宝林等人(材料保护，2007，40(3)：30-32)研究了一种锌系磷化液。该磷化液处 理的钕铁硼，磷化膜偏厚，不适合阴极电泳涂装，且由于磷化液中的锌含量高，导致磷化膜 的耐碱性差。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种钕铁硼锌系磷化液及其使用方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种钕铁硼锌系磷化液，其组成包括Zn²⁺、 PO₄^3-、NO₃^-、F^-、促进剂和Ni²⁺，其中Zn²⁺、PO₄^3-、NO₃^-、F^-和促进剂按物质的量浓度比为 (54～74)：(163～183)：(126～146)：(50～70)：(3～5)，促进剂的浓度为0.1～1.3g/L，Ni²⁺的浓度为 0.01～0.2g/L。

优选的，所述Zn²⁺来源于以下锌化合物中的一种或两种：氧化锌、磷酸二氢锌、硝酸锌、 氯化锌、硫酸锌。

优选的，所述PO₄^3-来源于以下磷酸化合物中的一种或两种：磷酸、磷酸二氢锌、磷酸二 氢钠、磷酸三钠。

优选的，所述NO₃^-来源于以下硝酸化合物中的一种或两种：硝酸、硝酸锌、硝酸钠、硝 酸铵、硝酸钾。

优选的，所述F^-来源于以下氟化物中的一种或两种：氟化钠、氟化钾、氟硼酸钠、氟硅 酸钠、氟化铵、氟化氢铵。