CN108866547A - 一种基于激光清洗的钕铁硼磁体表面电火花强化处理方法 - Google Patents

一种基于激光清洗的钕铁硼磁体表面电火花强化处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108866547A
CN108866547A CN201811060395.9A CN201811060395A CN108866547A CN 108866547 A CN108866547 A CN 108866547A CN 201811060395 A CN201811060395 A CN 201811060395A CN 108866547 A CN108866547 A CN 108866547A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
electric spark
laser cleaning
cleaning
magnetic body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811060395.9A
Other languages
English (en)
Inventor
张鹏杰
李炳山
孙威
刘辉
张威峰
王永齐
刘智
魏汉中
邢献虎
刘景涛
王倩
贾立颖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beikuang Magnetic Materials (fuyang) Co Ltd
Original Assignee
Beikuang Magnetic Materials (fuyang) Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beikuang Magnetic Materials (fuyang) Co Ltd filed Critical Beikuang Magnetic Materials (fuyang) Co Ltd
Priority to CN201811060395.9A priority Critical patent/CN108866547A/zh
Publication of CN108866547A publication Critical patent/CN108866547A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
    • C23C26/02—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00 applying molten material to the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G5/00—Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于激光清洗的钕铁硼磁体表面电火花强化处理方法，包括以下步骤：首先是电极材料的制备，其次是采用激光清洗工艺对钕铁硼磁体进行预处理，最后是对激光清洗后的磁体表面进行电火花强化处理，最终在磁体表面制备出高结合力高耐蚀的防护涂层。其中，激光清洗是一种绿色环保的清洗方式，具有清洗效率高，简单易操作，非接触、无研磨、无热效应和适用于各种规格磁体等清洗特点，能够清除磁体表面各种类型的污染物，达到常规清洗无法达到的清洁度。电火花强化技术制备的防腐涂层与基体之间为冶金结合非常牢固，不会发生剥落。且电火花强化技术简单易操作，电极材料选择范围广，是一种环境友好型的磁体表面防护技术。

Description

一种基于激光清洗的钕铁硼磁体表面电火花强化处理方法
技术领域
本发明涉及钕铁硼系永磁体技术领域，具体为一种基于激光清洗的钕铁硼磁体表面电火花强化处理方法。
背景技术
烧结钕铁硼磁体因具有优异的剩磁、矫顽力和磁能积而被称为当代“磁王”，其产品被广泛应用于各类电机、医疗器械、五金电器、风力发电、航空航天及国防军工等领域。但烧结钕铁硼磁体具有极差的耐腐蚀性，严重限制了磁体的应用领域。目前，工业生产中通常采用表面防护工艺来提高磁体的耐蚀性能，而在磁体表面涂镀防护层之前必须对基体进行表面处理，通常采用化学腐蚀清洗(即碱洗除油，酸洗除锈)和高频超声清洗以去除磁体表面的油污及氧化皮。这种清洗方法是一种接触式清洗，损伤磁体表面且清洗的介质(例如酸洗时的氢离子)附着于钕铁硼基体表面，无法去除，会对后续镀层产生影响，且化学腐蚀清洗液产生的废液污染环境，不符合当前环保要求。因此，寻找环境友好型且对基体表磁不具损伤性的清洗方式是目前亟待解决的问题。
当前，烧结钕铁硼磁体表面防护措施主要包括电镀、化学镀、阴极电泳、磷化等工艺方法。这些防护措施均属于湿法镀范畴，即施镀时都需将磁体置于镀液中，由于烧结钕铁硼磁体是由粉末冶金工艺制备而成，会有部分镀液残留在基体表层的间隙中影响镀层质量，起不到应有的防护效果，且产生的废液会污染环境。因此，针对目前烧结钕铁硼磁体表面防护采用的湿法镀工艺存在的环境污染及防腐效果不理想等问题，急需开发一种环境友好型且具有高结合力高耐蚀的钕铁硼磁体表面防护涂层。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于激光清洗的钕铁硼磁体表面电火花强化处理方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于激光清洗的钕铁硼磁体表面电火花强化处理方法，包括以下步骤：
(1)电极材料的选择：可选择单质金属或多元合金作为电极材料；
(2)激光清洗：采用激光清洗工艺对烧结钕铁硼磁体进行表面处理，去除磁体表面的油污及氧化皮；
(3)磁体表面强化处理：采用电火花强化技术，将步骤(1)中选择的电极材料沉积到步骤(2)中激光清洗后的烧结钕铁硼磁体表面上，在激光清洗后的磁体表面制备出高结合力高耐蚀的防护涂层。
优选的，所述步骤(1)中单质金属电极材料包括Cr、Mo、Cu、W或Co，多元合金电极材料包括Cr-Ni-Ti、Mo-Cu-Al、Cr-Ni或Cu-Co。
优选的，所述步骤(2)中激光清洗工艺的参数包括激光功率、脉冲宽度、激光束波长和入射角度和扫描速度，所述激光功率为10～2000W，激光脉冲宽度为20～220ns，激光束波长为1064nm，激光入射角度为30°～90°，激光扫描速度为10～100mm/s。
优选的，所述步骤(3)中电火花强化技术的工艺参数包括放电电压、峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔和电极移动速度，所述电火花强化工艺的放电电压为30～150V，峰值电流为2～30A，脉冲宽度为10～90μs，脉冲间隔为10～50μs，电极移动速度为1～15mm/s。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明采用激光清洗工艺对烧结钕铁硼磁体进行表面处理，去除磁体表面的油污及氧化皮。与传统钕铁硼磁体表面碱洗除油及酸洗除锈相比，激光清洗是一种绿色环保的清洗方式，不需使用任何化学药剂和清洗液，清洗下来的废料基本上都是固体粉末，其体积小，便于存放、回收，可以轻易解决化学清洗带来的环境污染问题。激光清洗效率高，节省时间，具有非接触、无研磨、无热效应和适用于各种规格磁体等清洗特点，能够清除磁体表面各种类型的污染物，达到常规清洗无法达到的清洁度。因此，采用激光清洗工艺对钕铁硼磁体进行前处理，能够解决目前传统磁体前处理所带来的酸洗造成的表磁下降、部分清洗物残存于基体内及环境污染问题，被认为是替代当前烧结钕铁硼磁体表面前处理最可靠、最有效的解决办法。
2、本发明采用电火花表面强化技术是利用瞬间的高能量脉冲电能，在电极与基体材料之间形成高温、高压区域，并将电极材料熔涂到基体表面，形成满足物理、化学和机械性能要求的处理技术。与传统烧结钕铁硼磁体表面防护涂/镀层相比，采用电火花强化技术制备的防腐涂层与基体的冶金结合非常牢固，不会发生剥落。且电火花强化技术简单易操作，电极材料选择范围广，是一种环境友好型的磁体表面防护技术。采用电火花强化技术所制备的防护层具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和高结合力等特点，能够为烧结钕铁硼磁体提供更加持久的表面防护作用。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种基于激光清洗的钕铁硼磁体表面电火花强化处理方法，包括以下步骤：
(1)电极材料的选择：
选择单质Cr作为电火花强化技术的电极材料。
(2)激光清洗：
选用规格为32×18×4mm的商用块状烧结钕铁硼磁体(状态：未充磁，牌号：38EH)进行试验，采用激光清工艺对烧结钕铁硼磁体进行表面处理，去除磁体表面的油污及氧化皮，激光清洗的激光功率为10W，激光脉冲宽度为20ns，激光束波长为1064nm，激光入射角度为30°，激光扫描速度为10mm/s。
(3)磁体表面强化处理：
采用电火花强化技术将步骤(1)中的电极材料沉积到步骤(2)中激光清洗后的烧结钕铁硼磁体表面，电火花强化工艺的放电电压为30V，峰值电流为2A，脉冲宽度为10μs，脉冲间隔为10μs，电极移动速度为1mm/s。
实施例2
一种基于激光清洗的钕铁硼磁体表面电火花强化处理方法，包括以下步骤：
(1)电极材料的选择：
选择单质Co作为电火花强化技术的电极材料。
(2)激光清洗：
选用规格为32×18×4mm的商用块状烧结钕铁硼磁体(状态：未充磁，牌号：38EH)进行试验，采用激光清工艺对烧结钕铁硼磁体进行表面处理，去除磁体表面的油污及氧化皮，激光清洗的激光功率为1005W，激光脉冲宽度为120ns，激光束波长为1064nm，激光入射角度为60°，激光扫描速度为55mm/s。
(3)磁体表面强化处理：
采用电火花强化技术将步骤(1)中的电极材料沉积到步骤(2)中激光清洗后的烧结钕铁硼磁体表面。电火花强化工艺的放电电压为90V，峰值电流为16A，脉冲宽度为50μs，脉冲间隔为30μs，电极移动速度为8mm/s。
实施例3
一种基于激光清洗的钕铁硼磁体表面电火花强化处理方法，包括以下步骤：
(1)电极材料的选择：
选择多元合金Cr-Ni-Ti作为电火花强化技术的电极材料。
(2)激光清洗：
选用规格为32×18×4mm的商用块状烧结钕铁硼磁体(状态：未充磁，牌号：38EH)进行试验，采用激光清工艺对烧结钕铁硼磁体进行表面处理，去除磁体表面的油污及氧化皮。激光清洗的激光功率为2000W，激光脉冲宽度为220ns，激光束波长为1064nm，激光入射角度为90°，激光扫描速度为100mm/s。
(3)磁体表面强化处理：
采用电火花强化技术将步骤(1)中的电极材料沉积到步骤(2)中激光清洗后的烧结钕铁硼磁体表面。电火花强化工艺的放电电压为150V，峰值电流为30A，脉冲宽度为90μs，脉冲间隔为50μs，电极移动速度为15mm/s。
对照实施例1
为进行对比，本对照实施例采用常规的烧结钕铁硼磁体电镀方式，包括以下步骤：
(1)磁体预处理：
分别对烧结钕铁硼磁体进行碱洗除油和酸洗除锈处理，其中除油液的温度为75℃，pH值为12，除油时间为15min，然后采用2000Hz的超声清洗机超声波清洗处理2min；采用质量分数为4wt％的稀硝酸对磁体进行酸洗除锈，酸洗时间为30s，最后采用2000Hz的超声清洗机超声波清洗处理3min。
(2)电镀镍层的制备：
采用电镀工艺在预处理后的烧结钕铁硼磁体表面上沉积镍镀层，电镀工艺参数为：pH值为4.4，温度为46℃，电流密度为2.3A/dm2，电镀时间为50min。
对实施例1，2，3制备的样品和对照实施例1制备的样品分别进行盐雾试验(盐雾试验的条件为：试验箱温度为38℃，盐水浓度为5％(体积比)，采用连续喷雾的试验方式)及镀层结合力进行测试，其具体结果见下表1。
表1为实施例1，2，3和对照实施例1的样品耐盐雾能力和结合力测试结果，测试结果如下：
样品 盐雾试验(h) 结合力(MPa)
实施例1 582 38.6
实施例2 490 40.5
实施例3 736 43.2
对照实施例1 72 7.63
从表1可以看出，与对照实施例1的样品相比，实施例1，2，3样品的耐盐雾能力及结合力均得到显著提高，说明采用激光清洗工艺对磁体进行前处理后，然后采用电火花强化技术在磁体表面沉积的防护涂层，能够显著提高磁体的防腐蚀性能，且实施例3为最优方案。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种基于激光清洗的钕铁硼磁体表面电火花强化处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)电极材料的选择：可选择单质金属或多元合金作为电极材料；
(2)激光清洗：采用激光清洗工艺对烧结钕铁硼磁体进行表面处理，去除磁体表面的油污及氧化皮；
(3)磁体表面强化处理：采用电火花强化技术，将步骤(1)中选择的电极材料沉积到步骤(2)中激光清洗后的烧结钕铁硼磁体表面上，在激光清洗后的磁体表面制备出高结合力高耐蚀的防护涂层。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光清洗的钕铁硼磁体表面电火花强化处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中单质金属电极材料包括Cr、Mo、Cu、W或Co，多元合金电极材料包括Cr-Ni-Ti、Mo-Cu-Al、Cr-Ni或Cu-Co。
3.根据权利要求1所述的一种基于激光清洗的钕铁硼磁体表面电火花强化处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中激光清洗工艺的参数包括激光功率、脉冲宽度、激光束波长和入射角度和扫描速度，所述激光功率为10～2000W，激光脉冲宽度为20～220ns，激光束波长为1064nm，激光入射角度为30°～90°，激光扫描速度为10～100mm/s。
4.根据权利要求1所述的一种基于激光清洗的钕铁硼磁体表面电火花强化处理方法，其特征在于：所述步骤(3)中电火花强化技术的工艺参数包括放电电压、峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔和电极移动速度，所述电火花强化工艺的放电电压为30～150V，峰值电流为2～30A，脉冲宽度为10～90μs，脉冲间隔为10～50μs，电极移动速度为1～15mm/s。
CN201811060395.9A 2018-09-12 2018-09-12 一种基于激光清洗的钕铁硼磁体表面电火花强化处理方法 Pending CN108866547A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811060395.9A CN108866547A (zh) 2018-09-12 2018-09-12 一种基于激光清洗的钕铁硼磁体表面电火花强化处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811060395.9A CN108866547A (zh) 2018-09-12 2018-09-12 一种基于激光清洗的钕铁硼磁体表面电火花强化处理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108866547A true CN108866547A (zh) 2018-11-23

Family

ID=64323694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811060395.9A Pending CN108866547A (zh) 2018-09-12 2018-09-12 一种基于激光清洗的钕铁硼磁体表面电火花强化处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108866547A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109371397A (zh) * 2018-12-12 2019-02-22 常州大学 一种基于超声冲击提高涂层结合力的方法
CN112011754A (zh) * 2020-08-20 2020-12-01 合肥工业大学 一种耐高温钐钴永磁体的制备方法
CN114717511A (zh) * 2022-03-30 2022-07-08 北矿磁材（阜阳）有限公司 一种烧结钕铁硼磁体表面Al薄膜的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1061925A (zh) * 1990-11-26 1992-06-17 北京市电加工研究所 导电陶瓷材料电火花加工脉冲电源
CN101768714A (zh) * 2010-02-09 2010-07-07 江苏大学 热障涂层激光复合等离子喷涂制备方法
JP2016149535A (ja) * 2015-02-12 2016-08-18 煙台首鋼磁性材料株式有限公司 複合被膜を有するＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石、及びＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石表面の複合被膜形成方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1061925A (zh) * 1990-11-26 1992-06-17 北京市电加工研究所 导电陶瓷材料电火花加工脉冲电源
CN101768714A (zh) * 2010-02-09 2010-07-07 江苏大学 热障涂层激光复合等离子喷涂制备方法
JP2016149535A (ja) * 2015-02-12 2016-08-18 煙台首鋼磁性材料株式有限公司 複合被膜を有するＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石、及びＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石表面の複合被膜形成方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
朱翠雯等: ""电火花加工NdFeB材料的表面性能"", 《中国表面工程》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109371397A (zh) * 2018-12-12 2019-02-22 常州大学 一种基于超声冲击提高涂层结合力的方法
CN112011754A (zh) * 2020-08-20 2020-12-01 合肥工业大学 一种耐高温钐钴永磁体的制备方法
CN114717511A (zh) * 2022-03-30 2022-07-08 北矿磁材（阜阳）有限公司 一种烧结钕铁硼磁体表面Al薄膜的制备方法
CN114717511B (zh) * 2022-03-30 2023-08-04 北矿磁材（阜阳）有限公司 一种烧结钕铁硼磁体表面Al薄膜的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108866547A (zh) 一种基于激光清洗的钕铁硼磁体表面电火花强化处理方法
CN100498987C (zh) 一种烧结钕铁硼磁性材料的磷化方法
CN101775635B (zh) 一种不锈钢冷轧板处理工艺
CN102808210A (zh) 一种微弧氧化的表面处理方法及其制品
CN103628016B (zh) 一种超声变幅杆耐高温腐蚀的保护方法
CN102634805B (zh) 一种表面具有超疏水膜层的镁合金的制备方法
CN105420669A (zh) 一种用于永磁体防腐前处理的气相沉积方法
CN109023197B (zh) 一种环保的锌铝镁合金镀层钢板的制备方法
CN107366010A (zh) 一种不锈钢管道及设备现场高耐腐蚀处理方法
CN103014808A (zh) 用酒石酸阳极氧化制备铝合金阳极氧化膜的方法
MX2014003564A (es) Decapado de acero inoxidable en un baño acido electrolitico, oxidante.
CN103952711A (zh) 金属表面连续在线处理技术
CN112725855B (zh) 一种钕铁硼磁体表面高结合力高耐蚀涂层的制备方法
CN104775118A (zh) 一种激光熔覆粉末预置方法
CN107740022B (zh) 一种热浸镀锌铝镁合金助镀剂
CN104384636A (zh) 电解加工中利用钝化性金属涂层保护非加工工件表面方法
CN103266343A (zh) 金属材料的表面糙化方法
CN106011852A (zh) 一种奥氏体不锈钢表面高熵合金涂层的制备方法
CN105040004B (zh) 一种烧结钕铁硼磁体表面镀层工艺
CN103757632A (zh) 永磁材料的表面处理方法以及永磁材料
CN100422390C (zh) 不锈钢表面微弧氧化研磨抛光方法
CN102787346B (zh) 清洁环保型镀膜前的等离子体清洗工艺
CN107338449A (zh) 一种钛合金表面氧化皮激光清洗方法
CN105965362A (zh) 一种交换机柜除锈工艺
CN102936725A (zh) 不锈钢1Cr18Ni9Ti表面微纳米金属陶瓷涂层的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181123