[发明专利]钕铁硼磁体表面铝涂层成型的方法

说明书

技术领域

本发明属于磁体表面处理技术领域，特别是提供了一种用于钕铁硼(NdFeB)磁体表面铝涂层成型的方法，其最终成型涂层具有较好的耐蚀性能，且没有磁屏蔽效应。

背景技术

钕铁硼(NdFeB)永磁材料是一种应用领域非常广泛的功能材料，已经在电机、通讯、IT、风力发电等领域中起重要的作用。钕铁硼磁体具有多相结构，其晶间腐蚀的问题必须通过其表面保护进行克服，由于表面保护是磁体生产中的最后环节，电镀的质量将直接影响产品的最终质量，电镀技术是钕铁硼成品生产技术中最为关键的技术。

目前对钕铁硼磁体的表面保护有电镀镍铜镍(NiCuNi)、电镀锌(Zn)和电泳环氧树脂等工艺。其中以电镀NiCuNi应用最广，工艺技术成熟，镀层质量能满足大多数一般工作场合的要求。但电镀层的使用局限性也是很明显的，主要体现在如下三个方面：

第一、电镀层耐腐蚀性往往不能胜任较为恶劣的环境，如高盐份的海洋环境、接触酸性或碱性介质(气体或液体)的工业环境等，在以上环境中电镀层的使用寿命大为缩短。故往往需要电镀+电泳的复合涂层体系，导致成本大幅增加。

第二、随着钕铁硼产品大量应用于电子产品领域，产品的尺寸越来越小，磁铁的性能要求越来越高，在表面电镀NiCuNi时，由于Ni是导磁材料，表面的NiCuNi镀层相对磁体而形成一个闭合屏蔽层，正常10～20μm的厚度NiCuNi会使电镀后的成品整体磁性能较电镀前下降5％～10％左右，相当于使用这种涂层后，材料的牌号等级下降了一个能级，产品的尺寸越小，这种屏蔽效应越大。NiCuNi镀层在高性能小尺寸电子产品上的弊端越来越突出。而小尺寸的高性能磁体其售价重量比很高，在磁材市场上处于利润的高端，这也是我们功能事业部今后市场开拓的重点领域，而解决镍镀层的替代方案是一项关键技术。它关系到我们今后在市场上的竞争态势是否能处在一个有利的地位。

第三、电镀行业属于典型的高耗能、高耗水、高污染的“三高”行业，在环保呼声日益增高的今天，其受到资源、环境、舆论各方面越来越大的压力。

为了应对这些压力，需要在污水处理、酸气净化、原材料回收利用上投入大量的人力和物力，这也因此导致磁体表面电镀的综合成本逐年上升为解决这些问题，新的涂层技术开发成为迫切的需求。钕铁硼表面机械镀铝涂层(Barrel Painting)工艺成为众多新技术中非常有发展前途的项目之一。具有如下优点：

1.无污染，整个生产过程中没有重金属废水和废酸气的排放；

2.原材料消耗少，涂镀同样数量的磁体，其水和电消耗分别只相当于电镀的1％和20％，涂层材料的利用率接近100％；

3.镀层耐腐蚀性好，耐盐雾能力比镀锌和镀镍要好，耐湿热和蒸汽压力的能力与镀镍基本相当，耐化学介质的能力大大高于电镀层；

4.不同于镍镀层或镍铜镍多层镀层，没有磁屏蔽效应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钕铁硼磁体表面铝涂层成型的方法，克服了上述传统电镀工艺的弊端，采用了机械镀工艺在钕铁硼磁体表面形成耐蚀性铝涂层保护钕铁硼基体。是一种有效、对环境破坏小、符合可持续发展的涂层工艺。

本发明中采用的机械镀铝工艺，是通过外部机械振动，使表面涂覆有铝涂层粉末的撞击介质与镀件表面之间的相撞将介质表面的铝涂层粉末转移到镀件表面，再对镀件加热固化，最终在镀件表面形成耐蚀性涂层。其工艺步骤如下：

(1)倒角：采用机械振动倒角和滚动倒角机对钕铁硼磁体工件进行倒角处理，以便于在后续涂覆过程中涂层覆盖更全面。

(2)喷砂：经过喷砂处理增加钕铁硼磁体表面粗糙度，提高最终涂层在磁体工件表面附着力；喷砂材料为砂粉、白玉刚、石英砂、海砂中的一种或多种；喷砂压力为0.1MPa～0.4Mpa。

(3)磷化：在磷化液中浸泡5-10秒，使磁体工件表面形成耐蚀性转化膜，提高耐蚀性，且保证在后续涂覆过程中不会腐蚀；所述磷化液包括2-3ml/L磷酸，40-50g/L磷酸二氢锌，10-15g/L硝酸锌，5-8g/L高锰酸钾，3-5g/L氟化钠。