[发明专利]钕铁硼材料纳米复合镀层制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钕铁硼材料镀层方法，尤其涉及一种采用镀液中具有纳米粉末的钕铁硼材料镀层方法。

背景技术

钕铁硼永磁材料自1983年问世以来，以其优异的磁性能、较高的性价比，迅速应用于各个工业领域。但是，由于稀土元素钕标准氧化还原电位-2.431V，极易被氧化。加速了其腐蚀过程，从而严重的影响了磁体的磁性能。因此NdFeB永磁体存在着耐蚀性能差的缺点，严重的影响着它在各方面的应用。提高其耐蚀性已成为当今NdFeB永磁材料及产品制造与开发中的关键技术之一。

目前国内常见的工业规模的钕铁硼表面防护处理方法为电镀和化学镀，物理气相沉积等方法。其中电镀对设备要求不高，工艺条件较容易满足，成膜速度快，价格便宜，易于大批量生产的优点而在工业界得到了广泛的应用。

目前，电镀镍因耐高温、抗氧化、耐蚀性好等优点而备受青睐。但是，镀镍层的标准平衡电位为-0.25V，相对于钕铁硼来说是阴极性镀层，只有在镀层完整无缺时，才能对基体起到机械保护的作用。参见《材料保护》第35卷第3期中《烧结型钕铁硼电镀镍工艺》一文，公开了几种常规的电镀镍方案，取得了一定的效果，但还可以做更大的改进，以提高产品的各项性能，类似的还可以参考《材料保护》第36卷第6期中《钕铁硼永磁体表面镀镍工艺研究》一文。

近几年来，许多科学家对纳米材料包括纳米复合涂层产生了极大的兴趣。纳米复合镀技术就是在传统的电镀基础上发展起来的一种表面处理技术。通过在溶液中加入纳米粉，用电化学沉积的方法制备纳米复合涂层，从而具有沉积的金属和惰性微粒双重性能的复合涂层。例如，在钢铁上共沉积Ni和Al₂O₃纳米粒子，得到的Ni/Al₂O₃复合镀层不但提高了磨损力、耐高温和抗氧化性，还明显地改善了其耐腐蚀性能。

也有在钕铁硼永磁体上电镀纳米复合涂层可以使其性能更加优异，参考公开号为CN1924110A，发明名称为《一种用于Nd-Fe-B材料防腐的金属基纳米复合电镀方法》，该申请在半光镀镍中添加了纳米添加剂以提高材料的耐腐蚀性能。由于该专利直接进行复合镀，会影响基体与镀层的结合力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而另外提供一种钕铁硼材料纳米复合镀层制备方法，该方法通过前后两次不同的施镀，以确保所得钕铁硼材料具有较高的硬度、较好的耐蚀和耐磨性能。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：钕铁硼材料纳米复合镀层制备方法，其特征在于包括如下步骤：

①样品表面的预处理；

②分别配置基础镀液和复合纳米镀液，复合纳米镀液制备是将基础镀液、纳米粉末及分散剂混合后经过搅拌和球磨制得；

③封孔施镀：取预处理完毕的样品在基础镀液中施镀；

④纳米施镀：取封孔施镀完毕的样品在复合纳米镀液中且保证纳米粉末始终处于良好分散的状态下施镀。

步骤②中所述的基础镀液可以是Watts镀液。也可以采用现有技术中提到的几种基础镀液来配置。

作为优选，步骤②中所述复合纳米镀液制备具体如下：将基础镀液、纳米粉末及分散剂放入高速磁力搅拌机，搅拌速度为500～2500rpm，搅拌时间为5～30分钟，球磨采用行星式球磨，球磨时间4～10小时。

作为优选，步骤②中所述纳米粉末其粒度为20～100纳米，且选自至少以下一种：纳米氧化铝、纳米氧化硅、纳米氧化锆。

作为优选，步骤②中所述纳米粉末在复合纳米镀液中质量浓度为10～100g/L。

作为优选，步骤②中所述分散剂重量为纳米粉末重量的2％～20％，且选自至少以下一种：改性的聚丙烯酸、多聚磷酸盐、聚有机羧酸盐、改性合成脂肪酸胺、聚氨酯聚合物、改性聚醚。

作为优选，步骤③中所述封孔施镀时间为5～30分钟，步骤④中所述的纳米施镀搅拌状态下施镀30～120分钟。

步骤①具体可以包括滚光、碱浸、除锈、微蚀和表面调整。

与现有技术相比，本发明的优点在于：采用两步施镀法，首先以传统镀液施镀，有利于减少镀层的孔隙率，提高基层与镀层的结合力，而之后的以纳米复合镀液施镀，有利于提高复合镀层的耐蚀和耐磨性能；整体工艺步骤少，易于控制，制备稳定，溶液成分简单，对环境造成污染少；纳米粉末镀层中分散均匀、稳定性好、含量高。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例：本实施例以烧结的钕铁硼永磁体(牌号为35M)，圆环状、外径为9mm，内径为4mm，厚度为2mm，具体通过如下步骤处理：