CN101220456A - 钕铁硼磁体表面磁控电弧离子镀不锈钢防护层的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种钕铁硼磁体表面磁控电弧离子镀不锈钢防护层的方法，将钕铁硼磁体抛光后装炉，抽真空3×10－1－100Pa，通氩气15－30Pa；接通直流电源，在钕铁硼磁体与真空室壳体之间加上400－600伏负偏压，通过辉光离子轰击对多孔磁体表面进行预处理，清除磁体表面的油膜、氧化膜，时间3－5min；接通弧光电源，引弧钩与不锈钢靶材之间产生弧光放电，单靶工作电流为40－90A，磁控电弧蒸发出的靶材粒子沉积在磁体表面，形成均匀镀覆的防护层，时间60－120min；关闭弧光电源和直流电源，在氩气保护下降温，出炉后抛光。该方法克服了钕铁硼基体湿镀过程中，镀层有孔隙，导致易脱落而达不到防腐功能的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种钕铁硼磁体表面磁控电弧离子镀不锈钢防护层的方法，属于多孔磁体的表面防护技术领域。
背景技术
烧结钕铁硼永磁材料以其优异的磁性能和高的性价比备受关注，已在许多高新技术领域得到了广泛应用。由于烧结钕铁硼磁体是经粉末冶金烧结而成，组织疏松，表面存在着大量的孔隙，质量分布不均匀，而且钕铁硼本身是由多相(Nd2Fe14B主相，Nd-rich富钕相和Nd1.1Fe4B4富硼相)组成，各相之间存在着较大的化学电位差，在潮湿环境中，极易产生晶间腐蚀，从而引起富钕相、富硼相溶解和主相脱落，导致钕铁硼磁性能严重恶化，大大限制了其应用范围。
改善钕铁硼磁体耐腐蚀性能的方法有两种。其一是在钕铁硼磁体中添加合金元素，虽然可以提高磁体本身的耐腐蚀性能，但同时也降低了磁性能。其二是在磁体表面镀覆各种防护性镀层，主要方法有电镀、阴极电泳涂覆、化学镀、涂料涂覆、化学转化膜等工艺(见中国专利CN1955342A，CN1566406A，CN1421547A，CN1900361A，CN1528952A，CN1528951A，CN1150350C，CN1222412A，CN101029389A和CN101022051A)。在这些涂镀工艺过程中，为保证钕铁硼与镀层的良好结合和形成连续的涂镀层，在施镀前都需要使用酸碱溶液对钕铁硼基材表面进行净化活化处理。由于钕铁硼磁体材料表面多孔疏松的组织特点，必然会使酸碱预处理溶液以及金属溶液残留在钕铁硼磁体内，这又为日后钕铁硼的化学腐蚀提供了“土壤”。另外，电镀时工件作为阴极，有原子氢析出，从而引起磁体材料吸氢而粉化失效。因此必须发展新的钕铁硼表面防护技术。
发明内容：
本发明的目的是针对以上的不足而研制的一种钕铁硼磁体表面磁控电弧离子镀不锈钢防护层的方法，该方法克服了现有烧结型钕铁硼表面湿镀处理方法存在的问题。采用离子镀处理手段，在真空条件下不间断抽真空，利用辉光离子溅射清除磁体表面的油膜、氧化膜，从而避免了湿镀过程中镀液在多孔磁体表面的渗透及渗氢而导致的腐蚀隐患。以铬型不锈钢或镍铬型不锈钢为蒸发源，磁控电弧蒸发出的靶材粒子沉积在磁体表面，形成均匀镀覆的防护层，沉积层均匀且致密，附着力好，克服了湿镀过程中，镀层有孔隙，导致易脱落而达不到防腐功能的缺陷。按本发明的方法，可以在钕铁硼基体材料表面形成致密均匀厚度的优良耐蚀性不锈钢镀层，对钕铁硼基体材料起到全面防腐，实现工业化应用目的。
本发明的技术方案是这样实现的：钕铁硼磁体表面磁控电弧离子镀不锈钢防护层的方法，是按下列步骤实现的：
第一步、将钕铁硼磁体抛光后装炉，抽真空至3×10-1-100Pa，通氩气至15-30Pa；
第二步、接通直流电源，在钕铁硼磁体与真空室壳体之间加上400-600伏负偏压，通过辉光离子轰击对多孔磁体表面进行净化、活化预处理，清除磁体表面的油膜、氧化膜，时间3-5min；
第三步、接通弧光电源，引弧钩与不锈钢靶材之间产生弧光放电，单靶工作电流为40-90A，磁控电弧蒸发出的靶材粒子沉积在磁体表面，形成均匀镀覆的防护层，时间60-120min，由镀膜厚度而定；
第四步、关闭弧光电源，关闭直流电源，在氩气保护下降温，出炉后进行抛光处理。
本发明的技术方案可以是这样实现：不锈钢靶材为铬型不锈钢或镍铬型不锈钢或特殊不锈钢。
本发明的技术方案还可以是这样实现：防护层为铬型不锈钢或镍铬型不锈钢或特殊不锈钢。
本发明的积极效果是：
1、该方法不受基材多孔性的影响，镀层附着力强，致密性、耐蚀性好。
2、该方法不仅沉积速率高，而且还节能、节材、无污染。
3、用该方法加工的产品，经抛光后色泽光亮。
4、该方法可多弧多靶多方位，克服了离子镀绕射性差的缺陷。
5、该方法可以在钕铁硼基体材料表面形成，致密均匀厚度的优良耐蚀性不锈钢镀层，对钕铁硼基体材料起到全面防腐，实现工业化应用目的。
具体实施方式：
实施例一：
钕铁硼磁体表面磁控电弧离子镀不锈钢防护层的方法，是按下列步骤实现的：
第一步、将钕铁硼磁体抛光后装炉，抽真空至约3×10-1Pa，通氩气至30Pa；
第二步、接通直流电源，在钕铁硼磁体与真空室壳体之间加上400伏负偏压，通过辉光离子轰击对多孔磁体表面进行净化、活化预处理，清除磁体表面的油膜、氧化膜，时间5min；
第三步、接通弧光电源，引弧钩与铬型不锈钢靶材之间产生弧光放电，单靶工作电流为40A，磁控电弧蒸发出的靶材粒子沉积在磁体表面，形成均匀镀覆的防护层，时间120min；
第四步、关闭弧光电源，关闭直流电源，在氩气保护下降温，出炉后进行抛光处理。
实施例二
钕铁硼磁体表面磁控电弧离子镀不锈钢防护层的方法， 其方法步骤同上，具体参数是：
将钕铁硼永磁体抛光后装炉，抽真空至约6×10-1Pa，通氩气至20Pa；接通直流电源，在钕铁硼磁体与真空室壳体之间加上500伏负偏压，通过辉光离子轰击对多孔磁体表面进行净化、活化预处理，清除磁体表面的油膜、氧化膜，时间5min；然后接通弧光电源，引弧钩与镍铬型不锈钢靶材之间产生弧光放电，单靶工作电流为60A，磁控电弧蒸发出的靶材粒子沉积在磁体表面，形成均匀镀覆的防护层，时间90min；关闭弧光电源，关闭直流电源，在氩气保护下降温，出炉后进行抛处理。
实施例三
钕铁硼磁体表面磁控电弧离子镀不锈钢防护层的方法，其方法步骤同上，
具体参数是：
将钕铁硼永磁体抛光后装炉，抽真空至约1Pa，通氩气至30Pa，接通直流电源，在钕铁硼磁体与真空室壳体之间加上600伏负偏压，通过辉光离子轰击对多孔磁体表面进行净化、活化预处理，清除磁体表面的油膜、氧化膜，时间4min；然后接通弧光电源，引弧钩与镍铬型不锈钢靶材之间产生弧光放电，单靶工作电流为80A，时间60min；关闭弧光电源，关闭直流电源，在氩气保护下降温，出炉后进行抛光处理。
Claims (3)
1.一种钕铁硼磁体表面磁控电弧离子镀不锈钢防护层的方法，其特征在于：该方法是按下列步骤实现的：
第一步、将钕铁硼磁体抛光后装炉，抽真空3×10-1-100Pa，通氩气15-30Pa；
第二步、接通直流电源，在钕铁硼磁体与真空室壳体之间加上400-600伏负偏压，通过辉光离子轰击对多孔磁体表面进行净化、活化预处理，清除磁体表面的油膜、氧化膜，时间3-5min；
第三步、接通弧光电源，引弧钩与不锈钢靶材之间产生弧光放电，单靶工作电流为40-90A，磁控电弧蒸发出的靶材粒子沉积在磁体表面，形成均匀镀覆的防护层，时间60-120min，由镀膜厚度而定；
第四步、关闭弧光电源，关闭直流电源，在氩气保护下降温，出炉后进行抛光处理。
2.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体表面磁控电弧离子镀不锈钢防护层的方法，其特征在于：不锈钢靶材为铬型不锈钢或镍铬型不锈钢或特殊不锈钢。
3.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体表面磁控电弧离子镀不锈钢防护层的方法，其特征在于：防护层材质为铬型不锈钢或镍铬型不锈钢或特殊不锈钢。
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