本發(fā)明涉及一種永磁體的靜電噴涂方法，屬于永磁材料的表面處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來釹鐵硼永磁材料的市場需求以及產(chǎn)業(yè)規(guī)模正在迅速的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋了現(xiàn)代工業(yè)電機、微電子馬達、新能源電機等諸多行業(yè)。燒結(jié)釹鐵硼磁體主要由諸多強磁性的Nd2Fe14B主相晶粒和均勻包裹著這些主相晶粒的富釹相組成，而這種兩相燒結(jié)結(jié)構(gòu)保證了磁體能夠具有充分高的密度和優(yōu)異的磁性能。但是與此同時，由于晶間富釹相的電極電位極負，加之與主相晶粒形成電位差并構(gòu)成腐蝕原電池，使得磁體本身極易腐蝕。目前，大部分生產(chǎn)廠商是主要以表面防護處理來保證磁體工件的使用，而長期以來釹鐵硼磁體的表面防護問題一直是釹鐵硼永磁領(lǐng)域中的關(guān)鍵課題。
目前應(yīng)用較多的釹鐵硼表面防護處理方法主要有電鍍或化學(xué)鍍鎳、鋅、銅，噴涂或電泳環(huán)氧樹脂、表面磷化等多種方法。相對于其他種類的涂層而言，環(huán)氧樹脂涂層表面致密、覆蓋完整，長時間內(nèi)幾乎能將外界的氧氣或水蒸氣完全隔絕于磁體之外，大大增強釹鐵硼磁體部件的抗腐蝕性能，抗鹽霧性能的提升尤為顯著。目前，在磁體工件表面附著環(huán)氧樹脂的主要方式是以噴涂或電泳為主，其中最近在噴涂領(lǐng)域出現(xiàn)了新的靜電噴涂工藝。它是利用高壓靜電電場將帶負電的涂料微粒吸附在工件表面的一種噴涂方法。使用靜電噴涂方法，在超短時間內(nèi)就可以在工件表面形成幾十微米甚至幾百微米的涂層顆粒的附著層，繼而通過后續(xù)的高溫烘烤即可形成耐蝕性能優(yōu)異的環(huán)氧樹脂保護涂層，較其他工藝相比具有工藝流程短、生產(chǎn)效率高、耐蝕性能好等優(yōu)點。
雖然現(xiàn)有的環(huán)氧樹脂涂覆磁體已經(jīng)進入了大批量應(yīng)用階段，但是仍然有很多有待改進之處：例如，在稀土永磁電機的裝配過程中，磁體需要嚴格滿足尺寸公差要求，以保證磁體裝配能夠嚴絲合縫并滿足最終電機內(nèi)磁路分布的完整性。不僅如此，磁體工件與表面涂層之間、表面涂層與裝配固定用的膠水之間需要具有強力堅固的結(jié)合力，以保證在電機長時間告訴旋轉(zhuǎn)過程中磁體仍然能夠穩(wěn)固粘接而不會脫落。但是就目前應(yīng)用的工藝而言，在已加工完成的磁體表面再進行環(huán)氧樹脂噴涂之后勢必會導(dǎo)致磁體表面尺寸公差變大，導(dǎo)致電機裝配過程中的裝配誤差加大，磁體部件和卡槽之間存在一定的間隙。磁體表面環(huán)氧涂層與電機之間是以熱固性強力粘接劑粘合，也存在粘接不良的隱患，一旦膠水失效，電機中的磁體部件在電機卡槽中磕碰甚至脫落，從而導(dǎo)致整個電機失效。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在提供一種新的表面涂層靜電噴涂方法，以解決上述的環(huán)氧樹脂表面處理磁體在電機卡槽中的裝配尺寸密閉性問題和裝配牢固性問題。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
本發(fā)明提供一種永磁體的靜電噴涂方法，其包括如下步驟：
在20000～80000V的電壓下，將粉末涂料靜電噴涂到永磁體工件的表面，形成粉末層；
將帶有粉末層的永磁體工件在70～120℃下進行中間固化后，在120～200℃下進行最終固化。
作為優(yōu)選方案，所述永磁體工件在進行靜電噴涂前，先依次進行倒角處理和噴砂處理。
作為優(yōu)選方案，所述倒角處理具體包括如下操作：
采用機械振動或滾動的方法對永磁體工件的棱角打磨圓滑。
作為優(yōu)選方案，所述噴砂處理中，噴砂壓力為0.1～0.4MPa，噴砂材料選自砂粉、白剛玉、石英砂、海砂中的至少一種。
作為優(yōu)選方案，所述粉末涂料為熱固性雙酚A環(huán)氧聚酯樹脂、對甲苯磺酰肼膨脹劑和二甲基咪唑固化劑的混合物，其中，熱固性雙酚A環(huán)氧聚酯樹脂、對甲苯磺酰肼膨脹劑和二甲基咪唑固化劑的質(zhì)量百分數(shù)分別為：90～99％、0.5～5％、0.1～5％。
作為優(yōu)選方案，所述粉末涂料的粒徑為1～100μm。
作為進一步優(yōu)選方案，所述粉末涂料的粒徑為10～100μm。
本發(fā)明的基本原理在于：在傳統(tǒng)靜電噴涂環(huán)氧樹脂涂層的工藝方法基礎(chǔ)之上，經(jīng)一步在涂料成分中增加了膨脹性添加劑，并通過后續(xù)的的成膜-膨脹固化的兩段式加熱固化過程，最終使得磁體涂層完全塞滿空隙，使得磁體工件牢固地契合在卡槽內(nèi)，避免了傳統(tǒng)方式下粘接劑失效后磁體磕碰損壞或脫落的事故發(fā)生。與以往的涂層方法相比，經(jīng)過該方法工序流程短、生產(chǎn)效率高，在大幅降低生產(chǎn)工藝成本的同時，還明顯提高永磁體工件的裝配牢固性。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
1、用本發(fā)明提供的靜電噴涂方法形成的涂膜表面均勻平整、防腐性能優(yōu)異；
2、在附著力方面，與原有的環(huán)氧涂層不同，本發(fā)明不僅具有優(yōu)異的磁體工件與涂層之間的附著力，同時更使得涂膜后的磁體工件與電機卡槽之間的結(jié)合力有了質(zhì)的提升，明顯改善了原來電機運轉(zhuǎn)過程中磁體部件涂層脫落以及磁體工件從電機工裝脫落的問題；
3、本發(fā)明提供的方法形成的涂層具有附著力(GB/T6742)：0級，沖擊(GB/T1732)：50cm，杯突試驗(GB/T9753)：≥6mm，鹽霧試驗(GB/T1771)：500h通過，耐濕熱(GB/T1740)：500h通過；
4、本方法中使用的原料是100％粉末狀態(tài)，而不使用任何溶劑，具有高效率、高防腐性能的特點；
5、采用靜電噴涂的方法進行表面處理，工藝流程短、節(jié)能環(huán)保，大幅度降低了生產(chǎn)工藝成本；
6、由于不需要任何酸洗或者活化等工序，生產(chǎn)過程不產(chǎn)生任何污染性廢液，環(huán)保效果上佳。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
本發(fā)明中各實施例的倒角處理和噴砂處理的方法分別為：
倒角處理是采用機械振動或滾動的方式對釹鐵硼永磁體工件進行棱角圓滑處理，以便于在后續(xù)涂覆過程中表面涂覆層能覆蓋包括邊角在內(nèi)的全部區(qū)域；
噴砂處理是經(jīng)過噴砂處理增加工件表面粗糙度，提高噴涂后的粉末層以及最終固化后的表面涂層更牢固地與工件基體結(jié)合力。噴砂材料為砂粉、白玉剛、石英砂、海砂中的一種或多種；噴砂壓力為0.1～0.4MPa。
實施例1
本實施例涉及一種釹鐵硼永磁體的靜電噴涂方法，包括如下步驟：
取30mm*20mm*5mm的釹鐵硼磁體工件，先后進行完倒角和噴砂后，將其固定于靜電噴涂掛具，并連接噴涂設(shè)備電源。
同時，將本實施例中所用的熱固型雙酚A環(huán)氧聚酯樹脂粉末、對甲苯磺酰肼膨脹劑和二甲基咪唑固化劑分別按照90％、5％、5％的重量百分數(shù)混合后，倒入噴涂設(shè)備料箱，并將設(shè)備靜電電壓調(diào)至80000V，選用噴槍噴嘴直徑為1mm。調(diào)整完畢后，開始對掛具上固定的樣品的正反面先后進行噴涂。噴涂過程中，在工件每一面單次噴涂時間為5s，正反兩面的噴涂穿插進行，單面總計噴4次，累計噴涂時間精確控制在20s。
隨后將已覆蓋有粉末層的工件放置到烘箱內(nèi)，在100℃溫度下烘烤20min。此時，工件表面的粉末層已經(jīng)固化并形成，經(jīng)樣品分析測試得中間固化完成后的涂層單面厚度為120μm。再講表面帶有固化涂層的磁體裝配至電機卡槽內(nèi)，隨后將整個部件置入烘箱并在200℃下烘烤30min，完成最終膨脹固化后的單面涂層厚度約為300μm。磁體鹽霧試驗(GB/T1771)：500h通過，耐濕熱(GB/T1740)：500h通過。
實施例2
本實施例涉及一種釹鐵硼永磁體的靜電噴涂方法，包括如下步驟：
取30mm*20mm*5mm的釹鐵硼磁體工件，先后進行完倒角和噴砂后，將其平面放置于靜電噴涂用樣品板，并連接噴涂設(shè)備電源。
同時，將本發(fā)明中所用的熱固型雙酚A環(huán)氧聚酯樹脂粉末、對甲苯磺酰肼膨脹劑和二甲基咪唑固化劑分別按照99％、0.5％、0.5％的重量百分數(shù)混合后倒入噴涂設(shè)備料箱，并將設(shè)備靜電電壓調(diào)至80000V，選用噴槍噴嘴直徑為1mm。調(diào)整完畢后，開始對樣品的第一面進行10s噴涂。第一面噴涂完成后翻轉(zhuǎn)樣品并對第二面進行10s噴涂。整個噴涂操作只進行一個循環(huán)。
隨后將已覆蓋有粉末層的工件放置到烘箱內(nèi)，在100℃溫度下烘烤15min。此時，工件表面的粉末層已經(jīng)固化并形成，單面厚度為60μm。再講表面帶有固化涂層的磁體裝配至電機卡槽內(nèi)，隨后將整個部件置入烘箱并在200℃下烘烤15min。完成最終膨脹固化后的單面涂層厚度約為120μm。磁體鹽霧試驗(GB/T1771)：500h通過，耐濕熱(GB/T1740)：500h通過。
實施例3
本實施例涉及一種釹鐵硼永磁體的靜電噴涂方法，包括如下步驟：
取30mm*20mm*5mm的釹鐵硼磁體工件，先后進行完倒角和噴砂后，將其平面放置于靜電噴涂用樣品板，并連接噴涂設(shè)備電源。
同時，將本發(fā)明中所用的熱固型雙酚A環(huán)氧聚酯樹脂粉末、對甲苯磺酰肼膨脹劑和二甲基咪唑固化劑分別按照99％、0.9％、0.1％的重量百分數(shù)混合后倒入噴涂設(shè)備料箱，并將設(shè)備靜電電壓調(diào)至80000V，選用噴槍噴嘴直徑為1mm。調(diào)整完畢后，開始對樣品的第一面進行10s噴涂。第一面噴涂完成后翻轉(zhuǎn)樣品并對第二面進行10s噴涂。整個噴涂操作只進行一個循環(huán)。
隨后將已覆蓋有粉末層的工件放置到烘箱內(nèi)，在100℃溫度下烘烤15min。此時，工件表面的粉末層已經(jīng)固化并形成，單面厚度為60μm。再講表面帶有固化涂層的磁體裝配至電機卡槽內(nèi)，隨后將整個部件置入烘箱并在200℃下烘烤15min。完成最終膨脹固化后的單面涂層厚度約為120μm。磁體鹽霧試驗(GB/T1771)：500h通過，耐濕熱(GB/T1740)：500h通過。
實施例4
本實施例涉及一種鐵氧體永磁體的靜電噴涂方法，包括如下步驟：
取30mm*20mm*5mm的鐵氧體磁體工件，先后進行完倒角和噴砂后，將其平面放置于靜電噴涂用樣品板，并連接噴涂設(shè)備電源。
同時，將本發(fā)明中所用的熱固型雙酚A環(huán)氧聚酯樹脂粉末、對甲苯磺酰肼膨脹劑和二甲基咪唑固化劑分別按照95％、0.5％、4.5％的重量百分數(shù)混合后倒入噴涂設(shè)備料箱，并將設(shè)備靜電電壓調(diào)至80000V，選用噴槍噴嘴直徑為1mm。調(diào)整完畢后，開始對樣品的第一面進行10s噴涂。第一面噴涂完成后翻轉(zhuǎn)樣品并對第二面進行10s噴涂。整個噴涂操作只進行一個循環(huán)。
隨后將已覆蓋有粉末層的工件放置到烘箱內(nèi)，在100℃溫度下烘烤15min。此時，工件表面的粉末層已經(jīng)固化并形成，單面厚度為60μm。再講表面帶有固化涂層的磁體裝配至電機卡槽內(nèi)，隨后將整個部件置入烘箱并在200℃下烘烤15min。完成最終膨脹固化后的單面涂層厚度約為120μm。磁體鹽霧試驗(GB/T1771)：500h通過，耐濕熱(GB/T1740)：500h通過。
實施例6
本實施例涉及一種鋁鎳鈷永磁體的靜電噴涂方法，包括如下步驟：
取30mm*20mm*5mm的鋁鎳鈷磁體工件，先后進行完倒角和噴砂后，將其平面放置于靜電噴涂用樣品板，并連接噴涂設(shè)備電源。
同時，將本發(fā)明中所用的熱固型雙酚A環(huán)氧聚酯樹脂粉末、對甲苯磺酰肼膨脹劑和二甲基咪唑固化劑分別按照95％、4.5％、0.5％的重量百分數(shù)混合后倒入噴涂設(shè)備料箱，并將設(shè)備靜電電壓調(diào)至80000V，選用噴槍噴嘴直徑為1mm。調(diào)整完畢后，開始對樣品的第一面進行10s噴涂。第一面噴涂完成后翻轉(zhuǎn)樣品并對第二面進行10s噴涂。整個噴涂操作只進行一個循環(huán)。
隨后將已覆蓋有粉末層的工件放置到烘箱內(nèi)，在100℃溫度下烘烤15min。此時，工件表面的粉末層已經(jīng)固化并形成，單面厚度為60μm。再講表面帶有固化涂層的磁體裝配至電機卡槽內(nèi)，隨后將整個部件置入烘箱并在200℃下烘烤15min。完成最終膨脹固化后的單面涂層厚度約為120μm。磁體鹽霧試驗(GB/T1771)：500h通過，耐濕熱(GB/T1740)：500h通過。
以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。