[发明专利]一种稀土永磁材料表面耐腐蚀镀层的制备方法及产品

说明书

本发明公开了一种稀土永磁材料表面耐腐蚀镀层的制备方法，该方法包括先将样品放入碱性谷氨酸钠‑铜离子镀液中电镀得到一定厚度的预镀样品，再将预镀样品放入酸性谷氨酸钠‑铜离子的电镀液中，在磁力搅拌作用下电镀得到耐腐蚀涂层。该方法先通过谷氨酸钠碱性镀铜镀液可以避免基体与酸液接触造成基体的化学腐蚀，然后在磁力搅拌下在酸性谷氨酸钠‑铜离子镀液中进行复合共沉积，含有谷氨酸根基团的粒子进入镀层使镀层具有自腐蚀修复特征。

技术领域

本发明涉及稀土永磁材料的表面保护处理技术领域，特别是一种烧结钕铁硼磁体表面在谷氨酸钠-铜离子碱性镀液中电镀铜镀层，再在酸性电镀液中沉积谷氨酸-铜镀层，形成具有自腐蚀特征的镀层，可提高稀土永磁材料，尤其是烧结钕铁硼的耐蚀性。

背景技术

稀土永磁材料，例如烧结钕铁硼磁体、全金属钐铁氮磁体和烧结钐钴磁体等，具有优异的综合磁性能，在计算机硬盘、电动汽车、核磁共振等高技术领域有着广泛的应用。但由于稀土元素的高活性及组织结构的特点，导致稀土永磁材料容易发生腐蚀，如烧结钕铁硼材料，其晶间富钕相与主相间存在电位差导致其易发生晶间腐蚀而使磁体粉化。随着稀土永磁材料在风力发电、新能源汽车等领域应用拓展，对耐腐蚀要求越来越高。因此提高稀土永磁材料的耐腐蚀能力是行业内聚焦的热点。目前，提高稀土永磁材料的耐蚀性主要通过两种思路：一是在磁体配方设计过程中通过加入对耐蚀有益的元素，称为合金化法；二是磁体结构成型之后通过对表面进行修饰的涂覆层法。涂履层法是稀土永磁材料特别是烧结钕铁硼磁体后处理必需的环节。它包括表面电镀镍或锌或离子镀铝等金属涂层、化学镀Ni-P非晶膜层、形成磷化膜或硅烷等化学转化膜或涂履环氧树脂等有机涂层等。关于这方面的专利文献有很多，例如申请号为201010280032.3中国专利文献公开了一种钕铁硼永磁材料在含AlCl₃、LiAlH₄和四氢呋喃有机溶液中镀铝的方法。中国科学院金属研究所的李庆鹏等先后公开了钕铁硼磁体材料表面镀镍(申请号为201110405536.8)、表面镀锌(申请号为201110405946.2)和表面磷化(申请号201110095889.2)与有机涂层双层防护的表面处理技术。还有在钕铁硼磁体材料表面镀铜-石墨烯(201810902113.9)，镍-纳米复合电镀(200710068652.9)等其他在金属防护层里掺杂纳米粒子以提高镀层耐蚀性的方法，其中在酸性溶液中电镀金属镍作为烧结钕铁硼的打底层是目前工业应用中最常用的方法。由于烧结钕铁硼磁体的多孔隙结构以及富钕相的组织特征，当在镀液中电镀时，酸性镀液会对钕铁硼基体产生化学腐蚀；同时无论镍还是其它锌镀层相对于基体而言都是阴极防护性镀层，要提高镀层的耐蚀性能，只能减少镀层的孔隙率以防止外界的腐蚀介质贯穿孔隙与基体接触。而要实现这一点，一是提高镀层的厚度，二是在一定厚度下在镀层中加入纳米粒子提高镀层的致密度。显然非磁性镀层或镍镀层厚度的提高都会降低磁性能。而且现有的钕铁硼防护的镀层当中，镀层在遭到腐蚀后，镀层对钕铁硼基体的防护能力大大下降。因此采用一种碱性无氰铜的镀液电镀铜打底以减少对基体的化学腐蚀，而且在镀层中引入类似缓蚀剂作用能让铜镀层在遭到腐蚀后自身能形成修复膜阻止腐蚀进一步进行，以及引入纳米颗粒来提高镀层的耐蚀性是很关键的。

发明内容

为解决目前稀土永磁材料(如烧结钕铁硼磁体、全金属钐铁氮磁体和烧结钐钴磁体等)在酸性溶液中镀镍时，酸性镀液对基体会产生化学腐蚀，镍镀层不够致密，镀层腐蚀后对基体保护能力大大减弱等问题，本发明利用谷氨酸钠与铜离子(Cu²⁺)在不同pH溶液中产生不同形态的络合产物原理，提供了在碱性溶液中电沉积生成铜预镀层，并在此基础上在酸性溶液中进一步沉积具有自腐蚀修复特征的谷氨酸-铜镀层，从而达到提高稀土永磁材料耐蚀性的目的。

本发明解决问题的技术方案为：

(1)将稀土永磁材料基体浸没于谷氨酸钠-铜离子碱性镀液中，通过直流电沉积，在基体表面沉积得到铜预镀层；

(2)将步骤1处理后的基体浸没在谷氨酸钠-铜离子酸性镀液中，通过直流电沉积得到谷氨酸-铜耐腐蚀复合镀层；由于该酸性镀液中存在固体颗粒，因此，在此沉积过程中保持磁力搅拌。