本發(fā)明涉及永磁材料領(lǐng)域，具體地說，是一種耐腐蝕的多鍍層釹鐵硼永磁材料及其制備工藝。
背景技術(shù)：
釹鐵硼作為第三代永磁材料由于具有優(yōu)異的磁性能和低廉的價格，在微波技術(shù)、音像技術(shù)、電機(jī)工程、儀表技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、磁分離技術(shù)、汽車工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。隨著燒結(jié)釹鐵硼在日本、德國、歐盟等專利技術(shù)的解凍，我國各大燒結(jié)廠家的協(xié)同努力，燒結(jié)釹鐵硼產(chǎn)品的品位也大幅提高。同時隨著釹鐵硼作為高科技應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步推廣，對其產(chǎn)品的綜合性能要求也不斷提高，尤其對其耐腐蝕性能要求越來越高。因此，對釹鐵硼永磁體進(jìn)行表面鍍層處理，可以進(jìn)一步提高其耐腐性性能。
但是，單一的化學(xué)鍍或電鍍工藝制備的釹鐵硼永磁體只具有單一鍍層，鍍層厚度有限，一般在10μm以下，且鍍層附著力不好，致密性也較差，導(dǎo)致其耐腐蝕與耐磨性能仍然不能滿足技術(shù)發(fā)展的需要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的在于提供一種耐腐蝕多鍍層釹鐵硼及制備工藝，其針對現(xiàn)有的釹鐵硼燒結(jié)永磁體耐腐蝕性及抗氧化能力差的問題，制備一種耐腐蝕性強(qiáng)、耐磨性好的多鍍層釹鐵硼永磁體，同時提供所述多鍍層釹鐵硼的制備工藝。
為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種耐腐蝕多鍍層釹鐵硼由釹鐵硼永磁體和多鍍層組成，所述多鍍層設(shè)置于所述釹鐵硼永磁體的外表面，所述多鍍層由里至外依次包括鍍鎳層、鍍鏑鋁合金薄膜層以及鎳鉻復(fù)合鍍層，其中，所述鍍鎳層厚度為10～15μm，所述鍍鏑鋁合金薄膜層的厚度為10～20μm，所述鎳鉻復(fù)合鍍層的厚度為6～10μm。
一種耐腐蝕多鍍層釹鐵硼的制備工藝，其包括步驟：
S100預(yù)處理釹鐵硼永磁體，用稀硝酸和硫脲的混合酸洗液對釹鐵硼永磁體進(jìn)行酸洗清潔，再用無水乙醇進(jìn)行超聲清洗，完成后置于磺基水楊酸和氟化氫銨混合液中進(jìn)行活化；
S200化學(xué)鍍鎳于釹鐵硼永磁體的外表面，將六水合硫酸鎳溶液、次磷酸鈉溶液、硼砂溶液、檸檬酸鈉溶液、氟化銨溶液、丁二酸溶液配制成化學(xué)鍍液，將預(yù)處理過的釹鐵硼永磁體置于化學(xué)鍍液中，在預(yù)設(shè)化學(xué)鍍溫度、預(yù)設(shè)化學(xué)鍍時間下進(jìn)行鍍鎳，制得所述鍍鎳層；
S300磁控濺射鍍鏑鋁合金薄膜層于所述鍍鎳層外表面，在化學(xué)鍍鎳的釹鐵硼磁體表面進(jìn)行磁控濺射鍍膜，采用超高真空磁控濺射與離子束聯(lián)合濺射系統(tǒng)進(jìn)行，濺射靶材為鏑鋁合金，工作真空度為1.0Pa，直流電源鍍膜，濺射電流0.67A，功率300W，氣氛為高純氬氣，在預(yù)設(shè)時間內(nèi)進(jìn)行磁控濺射鍍膜，鍍膜結(jié)束后，在預(yù)設(shè)溫度下采用真空熱擴(kuò)滲處理，制得所述鍍鏑鋁合金薄膜層；以及
S400表面脈沖電鍍鎳鉻復(fù)合鍍層于所述鍍鏑鋁合金薄膜層的外表面，將六水合硫酸鎳、氯化銨、硼酸加入水中并加熱溶解，加入十二烷基硫酸鈉于上述溶液中，磁力攪拌30min，加入納米鉻粉于上述溶液中，升高溫度至65℃，超聲波震動30min混合均勻配制電鍍液，調(diào)節(jié)電鍍液酸堿度并在預(yù)設(shè)溫度中保存?zhèn)溆茫枣嚢鍨殛枠O，以釹鐵硼為陰極，使用數(shù)控雙脈沖電鍍電源進(jìn)行表面電鍍，制得所述耐腐蝕多鍍層釹鐵硼。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述步驟S100具體包括步驟：加入500mL的0.5-1.0mol/L的稀硝酸和500mL的0.5g/L的硫脲制備酸洗液，將釹鐵硼永磁體置于酸液中清洗2-3min，然后置于500mL的無水乙醇中進(jìn)行超聲清洗1～2min，完成后置于500mL的20g/L磺基水楊酸和500mL的10g/L氟化氫銨混合液中進(jìn)行活化，活化時間1min，活化溫度25℃。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述步驟S200具體包括步驟：將300mL的26g/L的六水合硫酸鎳溶液、300mL的30g/L的次磷酸鈉溶液、100mL的30g/L的硼砂溶液、100mL的30g/L的檸檬酸鈉溶液、100mL的30g/L的氟化銨溶液、100mL的3g/L的丁二酸溶液配制化學(xué)鍍液，將預(yù)處理過的釹鐵硼永磁體置于化學(xué)鍍液中，在化學(xué)鍍溫度為80～85℃，化學(xué)鍍時間30～40min條件下進(jìn)行鍍鎳。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述步驟S300具體包括步驟：在化學(xué)鍍鎳的釹鐵硼磁體表面進(jìn)行磁控濺射鍍膜，采用超高真空磁控濺射與離子束聯(lián)合濺射系統(tǒng)進(jìn)行，濺射靶材為鏑鋁合金，工作真空度為1.0Pa，直流電源鍍膜，濺射電流0.67A，功率300W，氣氛為高純氬氣，磁控濺射鍍膜1～2h，鍍膜結(jié)束后，在750～850℃溫度下采用真空熱擴(kuò)滲處理6h，制得所述鍍鏑鋁合金薄膜層。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述步驟S400具體包括步驟：稱取150g的六水合硫酸鎳、15g的氯化銨、15g的硼酸，加入1000ml蒸餾水，置于50℃恒溫水浴鍋中加熱使其溶解，再加入1g的十二烷基硫酸鈉于上述溶液中，磁力攪拌30min，加入50g的納米鉻粉于上述溶液中，升高溫度至65℃，超聲波震動30min混合均勻配制電鍍液，調(diào)節(jié)電鍍液pH值，在65℃下保存?zhèn)溆茫约兌葹?9％的鎳板為陽極，以釹鐵硼為陰極，使用數(shù)控雙脈沖電鍍電源進(jìn)行電鍍，在一定范圍內(nèi)的電鍍電流密度，脈沖占空比下，表面脈沖電鍍一定時間，制得所述鎳鉻復(fù)合鍍層。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述步驟S400中的脈沖電鍍液的pH值為6.5～7.0。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述步驟S400中的脈沖電鍍電流密度為2.5～3.5A/dm2。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述步驟S400中的脈沖電鍍時脈沖占空比為0.3，0.4，0.5。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述步驟S400中的脈沖電鍍時間30～50min。
本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，主要具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
1、本發(fā)明提供的一種耐腐蝕多鍍層釹鐵硼的制備工藝采用前處理工藝對釹鐵硼永磁體進(jìn)行活化，有利于提高基體與鍍層的結(jié)合力；采用化學(xué)鍍、直流磁控濺射、表面脈沖電鍍相結(jié)合的工藝，在釹鐵硼永磁體表面進(jìn)行多鍍層修飾處理，可以實(shí)現(xiàn)各鍍層厚度與均勻度的調(diào)控，在永磁體表面可以實(shí)現(xiàn)多鍍層修飾，在保證鍍層與永磁體基體粘結(jié)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，克服了單一工藝導(dǎo)致的鍍層較薄、耐腐蝕性與耐磨性差的缺點(diǎn)，使得制備的耐腐蝕多鍍層釹鐵硼具有良好的耐腐蝕性能和耐磨性能；
2、化學(xué)鍍鎳可以有效保證永磁體表面鍍鎳層的均勻性和平整度，有利于提高第二鍍層的粘結(jié)力，保證第二鍍層的厚度；
3、直流磁控濺射鍍DyAl合金薄膜可以通過調(diào)節(jié)鍍膜時間與真空熱擴(kuò)滲溫度調(diào)控鍍層的厚度與均勻度，采用稀土元素為鍍層，進(jìn)一步提高鍍層的耐磨性能；
4、表面脈沖電鍍Ni-Cr復(fù)合鍍層可以通過調(diào)節(jié)脈沖電鍍的工藝技術(shù)參數(shù)來控制鍍層的厚度，采用Ni-Cr復(fù)合鍍層，有利于提高鍍層的耐腐蝕性。
具體實(shí)施方式
以下描述用于揭露本發(fā)明以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。以下描述中的優(yōu)選實(shí)施例只作為舉例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到其他顯而易見的變型。
實(shí)施例1
一種耐腐蝕多鍍層釹鐵硼的制備工藝，其包括步驟：
(1)預(yù)處理，加入500ml濃度為0.5mol/L的稀硝酸和500ml的0.5g/L的硫脲制備酸洗液，將釹鐵硼永磁體置于酸液中清洗2-3min，然后置于500mL的無水乙醇中進(jìn)行超聲清洗1-2min，完成后置于500ml的20g/L磺基水楊酸和500ml的10g/L氟化氫銨混合液中進(jìn)行活化，活化時間1min，活化溫度25℃；
(2)化學(xué)鍍鎳，稱取300ml的26g/L的六水合硫酸鎳溶液、300ml的30g/L的次磷酸鈉溶液、100ml的30g/L的硼砂溶液、100ml的30g/L的檸檬酸鈉溶液、100ml的30g/L的氟化銨溶液、100ml的3g/L的丁二酸溶液配制化學(xué)鍍液，將預(yù)處理過的釹鐵硼永磁體置于化學(xué)鍍液中，在80℃化學(xué)鍍溫度下、化學(xué)鍍鎳30min，所得化學(xué)鍍鎳層厚度為10μm；
(3)直流磁控濺射鍍DyAl合金薄膜，在化學(xué)鍍鎳的釹鐵硼磁體表面進(jìn)行磁控濺射鍍膜，采用FJL560CI1型超高真空磁控濺射與離子束聯(lián)合濺射系統(tǒng)進(jìn)行，濺射靶材為Dy35A165合金，工作真空度為1.0Pa，直流電源鍍膜，濺射電流0.67A，功率300W，氣氛為高純氬氣，磁控濺射鍍膜時間為1h，鍍膜結(jié)束后，在750℃溫度下采用真空熱擴(kuò)滲處理，處理6h，所得DyAl合金薄膜層的厚度為10μm；
(4)表面脈沖電鍍，稱取150g的六水合硫酸鎳、15g的氯化銨、15g的硼酸，加入1000ml蒸餾水，置于50℃恒溫水浴鍋中加熱使其溶解，加入1g的十二烷基硫酸鈉于上述溶液中，磁力攪拌30min，加入50g的納米Cr粉于上述溶液中，升高溫度至65℃，超聲波震動30min混合均勻配制電鍍液，調(diào)節(jié)電鍍液pH值為6.5，在65℃下保溫備用，以純度為99％的鎳板為陽極，以釹鐵硼為陰極，使用SMD-30型數(shù)控雙脈沖電鍍電源進(jìn)行電鍍，電鍍電流密度2.5/dm2，脈沖占空比為0.3，電鍍時間30min，所得Ni-Cr復(fù)合鍍層的厚度6μm。
實(shí)施例2
一種耐腐蝕多鍍層釹鐵硼的制備工藝，其包括步驟：
(1)預(yù)處理，加入500ml濃度為1.0mol/L的稀硝酸和500ml的0.5g/L的硫脲制備酸洗液，將釹鐵硼永磁體置于酸液中清洗2-3min，然后置于500mL的無水乙醇中進(jìn)行超聲清洗1-2min，完成后置于500ml的20g/L磺基水楊酸和500ml的10g/L氟化氫銨混合液中進(jìn)行活化，活化時間1min，活化溫度25℃；
(2)化學(xué)鍍鎳，稱取300ml的26g/L的六水合硫酸鎳溶液、300ml的30g/L的次磷酸鈉溶液、100ml的30g/L的硼砂溶液、100ml的30g/L的檸檬酸鈉溶液、100ml的30g/L的氟化銨溶液、100ml的3g/L的丁二酸溶液配制化學(xué)鍍液，將預(yù)處理過的釹鐵硼永磁體置于化學(xué)鍍液中，在85℃化學(xué)鍍溫度下、化學(xué)鍍鎳40min，所得化學(xué)鍍鎳層厚度為15μm；
(3)直流磁控濺射鍍DyAl合金薄膜，在化學(xué)鍍鎳的釹鐵硼磁體表面進(jìn)行磁控濺射鍍膜，采用FJL560CI1型超高真空磁控濺射與離子束聯(lián)合濺射系統(tǒng)進(jìn)行，濺射靶材為Dy35A165合金，工作真空度為1.0Pa，直流電源鍍膜，濺射電流0.67A，功率300W，氣氛為高純氬氣，磁控濺射鍍膜時間為2h，鍍膜結(jié)束后，在850℃溫度下采用真空熱擴(kuò)滲處理，處理6h，所得DyAl合金薄膜層的厚度為20μm；
(4)表面脈沖電鍍。稱取150g的六水合硫酸鎳、15g的氯化銨、15g的硼酸，加入1000ml蒸餾水，置于50℃恒溫水浴鍋中加熱使其溶解，加入1g的十二烷基硫酸鈉于上述溶液中，磁力攪拌30min，加入50g的納米Cr粉于上述溶液中，升高溫度至65℃，超聲波震動30min混合均勻配制電鍍液，調(diào)節(jié)電鍍液pH值為7.0，在65℃下保溫備用，以純度為99％的鎳板為陽極，以釹鐵硼為陰極，使用SMD-30型數(shù)控雙脈沖電鍍電源進(jìn)行電鍍，電鍍電流密度3.5A/dm2，脈沖占空比為0.5，電鍍時間50min，所得Ni-Cr復(fù)合鍍層的厚度10μm。
實(shí)施例3
一種耐腐蝕多鍍層釹鐵硼的制備工藝，其包括步驟：
(1)預(yù)處理，加入500ml濃度為0.8mol/L的稀硝酸和500ml的0.5g/L的硫脲制備酸洗液，將釹鐵硼永磁體置于酸液中清洗2-3min，然后置于500mL的無水乙醇中進(jìn)行超聲清洗1-2min，完成后置于500ml的20g/L磺基水楊酸和500ml的10g/L氟化氫銨混合液中進(jìn)行活化，活化時間1min，活化溫度25℃；
(2)化學(xué)鍍鎳，稱取300ml的26g/L的六水合硫酸鎳溶液、300ml的30g/L的次磷酸鈉溶液、100ml的30g/L的硼砂溶液、100ml的30g/L的檸檬酸鈉溶液、100ml的30g/L的氟化銨溶液、100ml的3g/L的丁二酸溶液配制化學(xué)鍍液，將預(yù)處理過的釹鐵硼永磁體置于化學(xué)鍍液中，在82℃化學(xué)鍍溫度下、化學(xué)鍍鎳35min，所得化學(xué)鍍鎳層厚度為13μm；
(3)直流磁控濺射鍍DyAl合金薄膜，在化學(xué)鍍鎳的釹鐵硼磁體表面進(jìn)行磁控濺射鍍膜，采用FJL560CI1型超高真空磁控濺射與離子束聯(lián)合濺射系統(tǒng)進(jìn)行，濺射靶材為Dy35A165合金，工作真空度為1.0Pa，直流電源鍍膜，濺射電流0.67A，功率300W，氣氛為高純氬氣，磁控濺射鍍膜時間為1.5h，鍍膜結(jié)束后，在800℃溫度下采用真空熱擴(kuò)滲處理，處理6h，所得DyAl合金薄膜層的厚度為15μm；
(4)、表面脈沖電鍍，稱取150g的六水合硫酸鎳、15g的氯化銨、15g的硼酸，加入1000ml蒸餾水，置于50℃恒溫水浴鍋中加熱使其溶解，加入1g的十二烷基硫酸鈉于上述溶液中，磁力攪拌30min，加入50g的納米Cr粉于上述溶液中，升高溫度至65℃，超聲波震動30min混合均勻配制電鍍液，調(diào)節(jié)電鍍液pH值為6.8，在65℃下保溫備用，以純度為99％的鎳板為陽極，以釹鐵硼為陰極，使用SMD-30型數(shù)控雙脈沖電鍍電源進(jìn)行電鍍，電鍍電流密度3.0A/dm2，脈沖占空比為0.4，電鍍時間40min，所得Ni-Cr復(fù)合鍍層的厚度8μm。
本發(fā)明的一種耐腐蝕多鍍層釹鐵硼的腐蝕性能測試根據(jù)GB/T10125-1997標(biāo)準(zhǔn)測試，以無鍍層的釹鐵硼永磁體為對比試樣，各實(shí)施例性能檢測結(jié)果如表1所示。
表1、各實(shí)施例產(chǎn)品的性能
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。