[发明专利]一种烧结钕铁硼磁体表面耐蚀性涂层及其制备方法

说明书

一种烧结钕铁硼磁体表面耐蚀性涂层及其制备方法包括以下步骤：将钕铁硼磁体放入碱性溶液中浸泡后用去离子水清洗干净，再放入酸性溶液中浸泡后用无水乙醇超声清洗，得到预处理好的钕铁硼磁体；进一步放入由NaAlO₂、Na₂SiO₃和去离子水配制的电解液中，采用微弧氧化工艺对钕铁硼磁体进行处理，处理后超声清洗，得到微弧氧化的钕铁硼磁体；最后采用脉冲等离子体爆炸工艺进行表面处理，自然晾干后得到表面含有耐蚀性涂层的烧结钕铁硼磁体。通过本发明方法制备得到的耐蚀性涂层，涂层与基体紧密的包裹在一起，表面纹理状组织分布均匀，更加平整、致密，且表面无熔坑等缺陷，极大地阻碍了腐蚀液向基体扩散，耐蚀性大幅提升。

技术领域

本发明涉及磁性材料表面处理技术领域，尤其涉及一种烧结钕铁硼磁体表面耐蚀性涂层及其制备方法。

背景技术

烧结钕铁硼永磁体（NdFeB）因其优异的磁性性能，在风力发电、新能源汽车、节能变频空调、节能电梯、机器人、航空航天及智能制造等领域获得了广泛应用。但烧结NdFeB材料表面存在大量孔隙和疏松，易氧化生锈，其化学稳定性及耐腐蚀性能较差。此外，由于其本身存在多相组织，各相间存在较大的化学电位差，导致晶间富钕相和富硼相优先分解，使铁磁性主相Nd₂Fe₁₄B遭到破坏，严重恶化其磁性能，尤其在潮湿、高温和有氢的环境下容易发生腐蚀，限制了其更广泛的应用。

随着NdFeB永磁材料的应用范围不断拓广，使用的环境越发恶劣，其对表面防护涂层的要求也越来越高，如海上风电用磁体的耐蚀性要求非常高、混合动力用磁体长期受到冷热交替冲击，对涂层的结合力、耐高温冲击、耐湿热等要求均非常高。目前提高NdFeB永磁体耐腐蚀性的方法主要有两种：一是合金化；二是表面处理技术。合金元素的添加虽然有效提高了NdFeB材料的耐蚀性，但往往会导致磁体磁学性能的下降，而且添加合金元素会加大生产成本。因此，越来越多的研究着眼于保证磁体磁性能的基础上提高其本征耐蚀性。所以，表面处理技术已成为提高烧结NdFeB永磁体耐腐蚀性能最为有效的手段。目前，表面处理技术基本上包括金属、聚合物和复合涂层等。国内常见的工业规模钕铁硼表面处理技术主要有磷化处理、电镀和电泳涂覆。正在研究运用于NdFeB永磁材料的防护技术主要有离子镀、电沉积、化学转化膜、磁控溅射、喷涂、气相沉积、微弧氧化等工艺。其中，微弧氧化技术具有工作流程简单，便于操作，无污染层与基体结合性能优良，兼有金属与陶瓷的优良性，得到的原位生长氧化陶瓷，但也存在微弧氧化陶瓷层疏松多孔，这一结构对材料表面的耐蚀性能、抗脆性及绝缘性造成了影响，对于一些要求比较苛刻的环境更是显得无能为力。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明结合不同的表面处理技术，在微弧氧化后的陶瓷层上进行脉冲等离子爆炸复合处理，可有效改善多孔结构提高材料表面性能，使钕铁硼的表面耐腐蚀性处理更为全面，以更好地适应钕铁硼的高性能要求。

本发明第一方面提供了一种烧结钕铁硼磁体表面耐蚀性涂层的制备方法，包括以下步骤：

S1、先将烧结钕铁硼磁体放入碱性溶液中浸泡后用去离子水清洗干净，再放入酸性溶液中浸泡后用无水乙醇超声清洗，得到预处理好的烧结钕铁硼磁体；

S2、将步骤S1预处理好的烧结钕铁硼磁体放入由NaAlO₂、Na₂SiO₃和去离子水配制的电解液中，电解液由不锈钢电解槽装载，采用微弧氧化工艺，以烧结钕铁硼磁体为正极、不锈钢电解槽为负极对烧结钕铁硼磁体进行处理，处理后依次使用去离子水和无水乙醇超声清洗，得到微弧氧化的烧结钕铁硼磁体；

S3、将步骤S2微弧氧化的烧结钕铁硼磁体放入脉冲等离子体爆炸处理装置，采用脉冲等离子体爆炸处理工艺对烧结钕铁硼磁体进行表面处理后自然晾干，得到表面含有耐蚀性涂层的烧结钕铁硼磁体。

其中，所述碱性溶液中，碱为NaOH或KOH中的任意一种，其中碱的质量百分浓度为3~7%，碱洗浸泡时间为10-30s。