[发明专利]一种烧结NdFeB磁体表面陶化膜及其制备方法

说明书

本发明公开一种烧结NdFeB磁体表面陶化膜及其制备方法，通过低温化学转化法，在NdFeB磁体表面形成氧化锆陶化膜，具有更高的耐蚀性能和耐刮擦性能。陶化膜制备具体包括以下几个步骤：磁体表面的预处理、陶化液的配制、陶化处理和固化。本发明的陶化膜解决了NdFeB磁体耐蚀性差的问题，具有比常规金属镀层、有机涂层更高的表面硬度和耐刮擦性能，同时制备条件温和、过程环保、成本更加低廉。

技术领域

本发明属于磁性材料表面防护、陶瓷涂层的制备，具体涉及了一种烧结NdFeB磁体表面陶化膜及其制备方法。

背景技术

烧结NdFeB磁体具有优异的综合磁性能，通常用于先进技术中，例如硬盘驱动器，电动汽车和磁共振成像。由于烧结NdFeB的高孔隙率、多相特殊结构，磁体间存在电化学电位差，腐蚀性介质容易和晶界高活性富钕相的发生反应，导致显著磁体结构的破坏、磁性能降低甚至粉化失效。随着烧结NdFeB磁体在风力发电行业中应用越来越多，其耐蚀性问题日渐突出。因此，烧结NdFeB磁体的耐腐蚀性已经吸引重大关注。

工业中，主要有两种方法用于改善烧结NdFeB磁体的耐腐蚀性： (1)在磁体生产过程中添加合金元素的过程，称为合金化方法；(2) 在磁体表面形成耐蚀涂层，称为涂覆法。表面涂层常采用物理防护和化学防护：①物理防护技术：通常有喷涂、热浸镀、渗度等技术提高了磁体的耐蚀性。如热喷涂铝涂层，耐蚀性能得到提高，但是铝膜质地软，耐刮擦性能差；物理气相沉积技术，如离子镀和真空蒸镀可以在烧结NdFeB磁体表面形成致密的薄膜起到了有效防护作用，但是存在生产成本高，产量低。②化学防护技术：在工业中通常运用电镀工艺，可以获得高耐蚀的表面耐蚀层，如电镀镍，但是电镀产生的“三废”越来越受到制约。电泳制备环氧涂层也是工业生产常见，有机涂层耐蚀性能优良，但是易磨损破裂。化学转化膜防护是一种表面化学处理方法，工业中常用的磷化处理法，将烧结NdFeB磁体浸入在稀磷酸溶液中获得一层转化膜，耐蚀性能良好，但是由于磷化产生含磷排放，随着绿色环保意识的增强，不含磷的转化膜工艺受到关注。

因此，开发一种烧结NdFeB磁体表面陶化膜及其制备方法来实现提高耐蚀性能、耐刮擦性能且环保具有重要的实用性经济环境价值。

发明内容

本发明的目的在于：提供了一种烧结NdFeB磁体表面陶化膜制备方法，解决烧结NdFeB磁体耐蚀性差、传统磷化处理污染环境的问题。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下：

一种烧结NdFeB磁体表面陶化膜的制备方法，具体步骤如下：

(1)磁体预处理

将NdFeB磁体依次进行丙酮除油、酸洗、水超声清洗后，烘干处理；

(2)配制陶化液

将氟锆酸溶液加入水中进行搅拌，然后加入碳酸氢钠搅拌至完全溶解，随后加入可溶性碱调节溶液pH为3.5-5后再持续搅拌1-2h得陶化液；

(3)陶化处理

将预处理好的烧结NdFeB磁体浸渍在陶化液中进行陶化，结束后取出磁体，用水及时冲洗表面残余陶化液，直至中性；

(4)固化

将陶化处理后的NdFeB磁体在烘箱中进行固化。

优选地，步骤(1)中丙酮除油时间为1.5-2.5min。

优选地，步骤(1)中酸洗时采用的酸为硝酸、盐酸中的一种或两种；酸的浓度为3-5vol％，酸洗时间为20-40s。

优选地，步骤(1)中水超声清洗时间为4-6min。

优选地，步骤(2)中陶化液中Zr⁴⁺浓度为0.1-2.0g/l。