[发明专利]一种提高钕铁硼永磁体高温抗氧化性的方法

说明书

技术领域

本发明属于钕铁硼材料领域，涉及永磁体表面涂层保护方法，特别是钕铁硼永磁体及其热浸镀铝的防护方法。

背景技术

稀土永磁合金钕铁硼凭借其优异的磁特性、良好的机械加工性能和相对低廉的价格，被广泛应用于电机、仪器仪表、磁共振成像等领域，但由于它的化学稳定性差，在日常及工业使用中下极易发生氧化，于是，对钕铁硼永磁体的防腐成功与否是关系到该材料能否推广应用的关键。

目前钕铁硼永磁体防腐方法归纳起来有两类：一类是增强磁体本身的防腐功能；另一类是对磁体进行表面防护处理，包括电镀、化学镀、真空离子镀、聚合物涂层等。但是由于镀层质量、成本、环境污染等原因这些方法都不甚理想。尤其是钕铁硼永磁体长期在较高温度(150℃以上)环境中工作时极易因氧化严重而失效，而此时各种涂层因氧化或剥落均无法对其起到有效的保护作用，这便严重阻碍了钕铁硼永磁体应用范围的扩大。

热浸镀是将经过表面处理的金属材料浸入熔融的金属中，通过液态金属和基体在界面发生物理和化学反应，在表面形成一层具有保护作用的金属镀层。该工艺广泛应用于改善基体材料耐环境腐蚀能力，其保护作用主要是通过屏蔽基体与环境或通过电化学保护两种方法实现。现在热浸镀的基体材料多为钢铁材料，常用的镀层金属有Zn、Al、Sn、Pb等。

发明内容

本发明目的是提供一种使用热浸镀铝技术提高钕铁硼永磁体高温抗氧化性的方法，实现了高效率、低成本，并使镀层与基材形成更牢固的冶金结合，使之长时间在高温环境中工作亦不会发生氧化、镀层剥落的现象。

一种提高钕铁硼永磁体高温抗氧化性的方法，其工艺步骤为：

1、清洁镀件表面，清除表面油污、氧化皮及杂质；

2、将镀件置入助镀液中进行助镀处理，助镀温度为85～95℃，时间为3～5min；

3、将助镀后的镀件进行干燥处理；

4、在立式电阻炉中熔炼Al-Si合金和熔剂盐的混合液；熔剂盐和Al-Si合金熔化后自然分层，其厚度比在1∶2和1∶1之间。

5、将助镀后的镀件进行预热，预热温度为100～200℃，时间为0.5～3min；

6、将预热后的镀件缓慢浸入融有熔剂盐和Al-Si合金液的铝锅进行浸镀，放入速度为0.2～2m/min，浸镀时间为0.5～2min；

6、缓慢提出镀件，使其缓慢冷却；

7、抛光。

本发明所述的助镀液为含有5～10％助镀剂的氟钛酸钾或氟锆酸钾水溶液；

本发明所述的Al-Si合金与熔剂盐的混合物，Al-Si合金中Si含量为2～9％，余量为铝；熔剂盐的成分为：氟铝酸钠23～37％，氟化铝17～27％，氯化钾36～60％；

本发明所述的浸镀温度为700～850℃，时间为0.5～2min；浸镀后需缓慢冷却，提出速度为0.2～2m/min。

本发明的优点在于：

(1)镀件进入镀液时须通过融盐层，较冷的镀件使周围的熔融盐凝固为固体包覆于镀件之外进入Al-Si合金液，对镀件进行进一步预热，当镀件温度上升，固体盐融化并上浮，使镀件与Al-Si合金液接触，真正进行浸镀。期间，由于镀件进入Al-Si合金液时被固体盐包覆，可以进行进一步预热，提高了镀层质量；

(2)镀液使用熔融盐和铝硅合金的混合液，在浸镀温度下，熔融盐覆盖于Al-Si合金液之上，防止Al-Si合金液发生氧化，保证了镀层表面平滑光洁；

(3)提供的热浸镀方法合金涂层厚度均匀，结合强度高，并且通过控制浸镀时间0.5～2min可以控制涂层的厚度在0.05～1mm之间。实现了工艺简单，成本低，易实用化。

具体实施方式

使用热浸镀铝技术提高钕铁硼永磁体抗氧化性的方法的步骤如下：

实施例1：

(1)清洁镀件表面，清除表面油污和氧化层以及杂质。先用砂纸打磨，然后清洗；

(2)配制助镀液，助镀液为5％的氟锆酸钾溶液；

(3)将助镀剂加热至85℃，将镀件置入助镀剂中3min进行助镀处理；

(4)在立式电阻炉中熔炼Al-Si合金和熔剂盐的混合液，Al-Si合金中Si含量为3％，余量为铝；熔剂盐的成分为：氟铝酸钠23％，氟化铝17％，氯化钾60％。熔炼温度为730℃；Al-Si合金层厚度约8cm，熔剂盐层厚度约5cm。

(5)将助镀后的镀件进行预热，预热温度为150℃，时间为2.5min；

(6)将预热后的镀件缓慢浸入融有熔剂盐和Al-Si合金液的铝锅进行浸镀，放入速度为0.2m/min，浸镀时间为0.5min；