CN118241202A - 一种钕铁硼磁体表面防护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钕铁硼磁体表面防护方法，先对钕铁硼磁体进行预处理，再对预处理后的钕铁硼磁体进行磷化处理，在钕铁硼磁体的表面形成磷化膜，然后对磷化处理后的钕铁硼磁体进行电镀铜处理，在磷化膜表面形成铜电镀层，最后对电镀铜处理后的钕铁硼磁体进行电镀镍处理，在铜电镀层表面形成镍电镀层；优点是在提高钕铁硼磁体防腐蚀性能的同时，不会导致钕铁硼磁体磁性能下降太多，能够确保钕铁硼磁体磁性能够满足设计要求。
Description
技术领域
本发明涉及钕铁硼磁体防护方法，尤其是涉及一种钕铁硼磁体表面防护方法。
背景技术
钕铁硼磁体具有优异的磁性能和很高的性价比，广泛应用于电子、电机和通信等技术领域。但是，由于钕铁硼磁体的性质非常活泼，很容易被腐蚀而出现生锈、粉化或者失去磁性等问题，极大地限制了钕铁硼磁体的使用寿命和应用领域。
目前，主要通过对钕铁硼磁体的表面进行涂覆处理，在钕铁硼磁体的表面形成保护层来提高其防腐蚀性能。电镀工艺是当前使用最为广泛的一种钕铁硼磁体表面涂覆处理技术。采用电镀工艺对钕铁硼磁体的表面进行处理后，钕铁硼磁体的表面会形成电镀镀层。电镀镀层作为保护层，在一定程度上隔离了钕铁硼磁体与外界环境的接触，提高了钕铁硼磁体的耐腐蚀性。当前对钕铁硼磁体主要采用的是电镀镍+电镀铜+电镀镍的复合电镀工艺，首先通过电镀镍工艺在钕铁硼磁体表面形成镍电镀层，然后通过电镀铜工艺在镍电镀层表面形成铜电镀层，最后再通过电镀镍工艺在铜电镀层表面形成镍电镀层。由于电镀工艺的局限性，当前基于电镀工艺的钕铁硼磁体表面防护方法存在以下问题：钕铁硼磁体的主相和富钕相形成微电池，在电场下腐蚀会加速；同时，在对钕铁硼磁体进行预处理后，预处理工艺中的酸洗在钕铁硼磁体表面会形成很多空隙构成的微孔结构，电镀镍处理时，电镀镍药液会通过微孔结构渗入钕铁硼磁体内部，从而对钕铁硼磁体造成腐蚀损伤。由此，当前采用电镀工艺对钕铁硼磁体的表面进行处理，提高钕铁硼磁体防腐蚀性能时，会引起钕铁硼磁体的磁性能下降太多，对于特微钕铁硼磁体尤其下降明显，很容易导致钕铁硼磁体磁性能难以满足设计要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在提高钕铁硼磁体防腐蚀性能的同时，不会导致钕铁硼磁体磁性能下降太多，能够确保钕铁硼磁体磁性能够满足设计要求的钕铁硼磁体表面防护方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种钕铁硼磁体表面防护方法，包括以下步骤：
①对钕铁硼磁体进行预处理；
②对预处理后的钕铁硼磁体进行磷化处理，在钕铁硼磁体的表面形成磷化膜；
③对磷化处理后的钕铁硼磁体进行电镀铜处理，在所述的磷化膜表面形成铜电镀层；
④对电镀铜处理后的钕铁硼磁体进行电镀镍处理，在所述的铜电镀层表面形成镍电镀层。
所述的步骤③中采用由浓度为4.5g/L的铜离子、浓度为120g/L的HEDP络合剂、浓度为3ml/L的主光剂和水构成的电镀铜药液进行电镀铜处理，所述的电镀铜药液的PH值为9.5，电镀铜处理的温度为20℃。该电镀铜药液中，通过HEDP络合剂改善电镀药液的电极电位，使电镀过程中钕铁硼磁体的磁损大幅度降低。
所述的步骤④中采用由浓度为330g/L的硫酸镍、浓度为50g/L的氯化镍、浓度为40g/L的硼酸、浓度为0.08g/L的十二烷基硫酸钠和水构成的电镀镍药液进行电镀镍处理，所述的电镀镍药液的PH值为3.5，电镀镍处理的温度为55℃。
所述的步骤②中的磷化膜的厚度至少为0.5μm。
所述的步骤③中的铜电镀层的厚度为3～15μm。
所述的步骤④中的镍电镀层的厚度为2～32μm。
所述的步骤①中的预处理包括除油、除锈处理。
所述的预处理具体过程为：
①-1在温度为50～70℃条件下对钕铁硼磁体进行碱性脱脂，时间为5～15分钟；
①-2对脱脂后的钕铁硼磁体先后进行两次纯水洗；
①-3采用体积浓度为5％的硝酸酸洗液在室温条件下对步骤①-2中两次纯水洗后的钕铁硼磁体酸洗1～3分钟；
①-4对酸洗后的钕铁硼磁体先后进行两次纯水洗；
①-5对步骤①-4中两次纯水洗后的钕铁硼磁体进行超声波水洗，预处理完成。该预处理工艺通过采用化学试剂除油，同时采用体积浓度为5％的硝酸酸洗液除锈，相对于现有技术中采用有机溶剂进行预处理的工艺，成本低，同时环境友好。
与现有技术相比，本发明的优点在于通过先对钕铁硼磁体进行预处理，使钕铁硼磁体表面具有较高的清洁度，增强后续磷化膜与钕铁硼磁体表面的结合力,然后对预处理后的钕铁硼磁体进行磷化处理，在钕铁硼磁体的表面形成磷化膜，磷化膜将钕铁硼磁体表面具有的微孔结构的一部分微孔封闭住，以降低后续电镀工艺对钕铁硼磁体的损伤，再直接进行电镀铜处理，避免直接电镀镍处理对钕铁硼磁体造成的电化学损伤，且直接电镀铜处理，能够改善电极电位，从而降低钕铁硼磁体在电场下的腐蚀速度，使钕铁硼磁体的磁损大幅度降低，由此本发明在提高钕铁硼磁体防腐蚀性能的同时，不会导致钕铁硼磁体磁性能下降太多，能够确保钕铁硼磁体磁性能够满足设计要求。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例：一种钕铁硼磁体表面防护方法，包括以下步骤：
①对钕铁硼磁体进行预处理，其中预处理具体过程为：
①-1在温度为50～70℃条件下对钕铁硼磁体进行碱性脱脂(除油)，时间为5～15分钟；
①-2对脱脂后的钕铁硼磁体先后进行两次纯水洗；
①-3采用体积浓度为5％的硝酸酸洗液在室温条件下对步骤①-2中两次纯水洗后的钕铁硼磁体酸洗1～3分钟(除锈)；
①-4对酸洗后的钕铁硼磁体先后进行两次纯水洗；
①-5对步骤①-4中两次纯水洗后的钕铁硼磁体进行超声波水洗，预处理完成。
②对预处理后的钕铁硼磁体进行磷化处理，在钕铁硼磁体的表面形成磷化膜，磷化膜将钕铁硼磁体表面具有的微孔结构的一部分孔隙封闭住，以降低后续电镀过程对钕铁硼磁体的损伤；
③对磷化处理后的钕铁硼磁体采用由浓度为4.5g/L的铜离子、浓度为120g/L的HEDP络合剂、浓度为3ml/L的主光剂和水构成的电镀铜药液进行电镀铜处理，在磷化膜表面形成铜电镀层，其中电镀铜药液的PH值为9.5，电镀铜处理的温度为20℃；
④对电镀铜处理后的钕铁硼磁体采用由浓度为330g/L的硫酸镍、浓度为50g/L的氯化镍、浓度为40g/L的硼酸、浓度为0.08g/L的十二烷基硫酸钠和水构成的电镀镍药液进行电镀镍处理，在铜电镀层表面形成镍电镀层，其中电镀镍药液的PH值为3.5，电镀镍处理的温度为55℃。
本实施中，磷化膜的厚度为0.5～2μm。铜电镀层的厚度为3～15μm。镍电镀层的厚度为2～32μm。
将除了不进行磷化处理，其他与本实施例完全一样的方法作为对比例，对采用本实施例的方法处理的钕铁硼磁体与采用对比例的方法处理的钕铁硼磁体进行中性盐雾试验和磁性能磁通的测试。测试结果表明：采用本实施例的方法处理的钕铁硼磁体的经受时间为120小时，而采用对比例的方法处理的钕铁硼磁体的经受时间仅为72小时。
将采用本实施例的方法进行处理的钕铁硼磁体样品(称为实施例样品)和采用对比例的方法处理的钕铁硼磁体样品(称为对比例样品)各选20只测得其中的磁通最大值、最小值和平均值。分别计算得出各实施例样品和各对比例样品的磁衰减，磁衰减表示各实施例样品和各对比例样品的平均磁通衰减率，磁通测试数据如表1所示，其中磁通单位为10- 3mwb：
表1：磁通测试数据表
从表1中我们可以看出，按照本发明的方法对烧结钕铁硼磁体进行表面梯度复合防护处理后，烧结钕铁硼磁体的磁衰减很小，基本保持该烧结钕铁硼磁体未经表面防护处理前的磁性能。本发明的表面梯度防护方法对烧结钕铁硼磁体的损伤很小，其相对于仅通过电镀处理的表面防护处理方法，显著的减少了对烧结钕铁硼磁体的损伤，不会导致钕铁硼磁体磁性能下降太多，确保了钕铁硼磁体磁性能满足设计要求。
Claims (8)
1.一种钕铁硼磁体表面防护方法，其特征在于包括以下步骤：
①对钕铁硼磁体进行预处理；
②对预处理后的钕铁硼磁体进行磷化处理，在钕铁硼磁体的表面形成磷化膜；
③对磷化处理后的钕铁硼磁体进行电镀铜处理，在所述的磷化膜表面形成铜电镀层；
④对电镀铜处理后的钕铁硼磁体进行电镀镍处理，在所述的铜电镀层表面形成镍电镀层。
2.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体表面防护方法，其特征在于所述的步骤③中采用由浓度为4.5g/L的铜离子、浓度为120g/L的HEDP络合剂、浓度为3ml/L的主光剂和水构成的电镀铜药液进行电镀铜处理，所述的电镀铜药液的PH值为9.5，电镀铜处理的温度为20℃。
3.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体表面防护方法，其特征在于所述的步骤④中采用由浓度为330g/L的硫酸镍、浓度为50g/L的氯化镍、浓度为40g/L的硼酸、浓度为0.08g/L的十二烷基硫酸钠和水构成的电镀镍药液进行电镀镍处理，所述的电镀镍药液的PH值为3.5，电镀镍处理的温度为55℃。
4.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体表面防护方法，其特征在于所述的步骤②中的磷化膜的厚度至少为0.5μm。
5.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体表面防护方法，其特征在于所述的步骤③中的铜电镀层的厚度为3～15μm。
6.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体表面防护方法，其特征在于所述的步骤④中的镍电镀层的厚度为2～32μm。
7.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体表面防护方法，其特征在于所述的步骤①中的预处理包括除油、除锈处理。
8.根据权利要求7所述的一种钕铁硼磁体表面防护方法，其特征在于所述的预处理具体过程为：
①-1在温度为50～70℃条件下对钕铁硼磁体进行碱性脱脂，时间为5～15分钟；
①-2对脱脂后的钕铁硼磁体先后进行两次纯水洗；
①-3采用体积浓度为5％的硝酸酸洗液在室温条件下对步骤①-2中两次纯水洗后的钕铁硼磁体酸洗1～3分钟；
①-4对酸洗后的钕铁硼磁体先后进行两次纯水洗；
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