[发明专利]一种基于双脉冲技术在磁钢表面沉积Ni层的方法

说明书

本发明为一种基于双脉冲技术在磁钢表面沉积Ni层的方法，实现了采用脉冲电沉积设备在钕铁硼磁钢表面沉积单层Ni层的制备工艺，其具体的制备过程包括以下工艺：磁钢前处理工艺包括打磨、除油、酸洗、活化等。在沉积阶段采用脉冲沉积设备通过调控工艺参数，在磁体钢表面制备出致密、低孔隙率和小晶粒尺寸的单层镍，解决传统直流电镀中单层Ni针孔现象，降低了Ni沉积层与基体的释氢‑吸氢循环现象，提升Ni层的耐盐雾腐蚀能力。在磁钢表面制备出高性能沉积层，实现制备高结合力、表面质量和耐腐蚀性能的单层Ni均匀沉积层，同时相比传统电镀能够极大地提升沉积效率，节约了生产成本。

技术领域

本发明涉及钕铁硼磁钢表面电沉积领域，一种基于双脉冲技术在磁钢表面沉积Ni层的方法。

背景技术

钕铁硼磁钢作为新一代稀土永磁材料，具有高的储能密度和稳定性，已经能够基本满足在智能家电、轨道交通、航空航天等领域的服役要求。随着下游应用领域的不断扩展和应用环境的复杂多变，磁钢在高湿、强酸、碱等环境下的腐蚀，会造成其磁性能的大幅恶化，甚至导致设备使用危险性增加。目前对磁钢的服役要求提出了更高的要求， 磁性能和耐腐蚀性能的提升是目前学术研究和钕铁硼磁钢制备行业的主要技术目标。钕铁硼磁钢作为铁基重稀土合金，稀土元素高的化学活性和其多相结构间电极电位差的增加是造成磁钢腐蚀的主要原因。

目前在磁钢表面电沉积Ni能够提高沉积层的温度稳定性，增强磁钢在高温、高湿、浓酸碱条件下的腐蚀。脉冲电沉积相比传统直流电沉积技术，能够实现在高电流密度下的电沉积，避免了直流电沉积过程中的烧焦现象；采用高频间断性双向电流，有效减小了镀液的扩散层厚度、增加了深镀能力和电沉积效率。结合新型双脉冲技术，通过对控制电沉积过程中沉积参数范围，改善沉积层质量，制备出综合质量高的Ni沉积层，提升钕铁硼磁钢的耐腐蚀性能，极大提升了沉积效率，节约了生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供了基于脉冲快速沉积技术在磁钢表面电沉积Ni，在沉积过程中控制沉积参数的范围，减少微细针孔等缺陷的数量，降低晶粒尺寸，在磁钢表面制备高致密度、低粗糙度的表面防护层，提升磁钢的高温稳定性和耐腐蚀性能，提升电沉积效率和降低生产成本。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种基于双脉冲技术在钕铁硼磁钢表面沉积Ni层的方法，包括以下步骤：

步骤一，对钕铁硼磁钢表面进行打磨抛光，并清洗烘干备用；

步骤二，对钕铁硼磁钢进行表面除油、酸洗、活化处理；

步骤三，对钕铁硼磁钢产品进行电沉积镍处理：电镀液温度为40±1 ℃，采用惰性铂电极作为阳极，经过预处理的钕铁硼磁钢作为阴极，采用工业脉冲电源进行电沉积；沉积过程中正向电流为2-8 A/dm²，反向电流密度为0.1 A/dm²；正向占空比为20-80 %；反向占空比为33 %，反向工作时间为0.01 ms；频率为600-1500 Hz；沉积液的pH为4.0-6.0；

步骤四，将Ni沉积钕铁硼磁钢超声清洗并烘干。

进一步，步骤一中打磨抛光操作为对所述钕铁硼磁钢依次采用600#、1000#、1500#、2000#砂纸进行打磨抛光。

进一步，具体操作为将磁钢浸置在40 ℃的除油剂中10 min，并超声除油5 min后在去离子水中超声清洗烘干；然后，将磁钢在酸洗液中酸洗30 s后在去离子水中超声清洗烘干；最后在活化过程中，在活化液中活化5 s后在去离子水中超声清洗烘干备用。