本發明屬于燒結釹鐵硼永磁材料領域,具體涉及一種提高燒結釹鐵硼永磁體磷化膜耐蝕性的方法。
背景技術:
釹鐵硼永磁材料自上世紀80年代問世以來,因其具有優異的磁性能,被廣泛應用于電子、電器、儀表、醫療器械、電機、傳感器、汽車、風電等諸多領域。但由于燒結釹鐵硼磁體因其材料組份及制備工藝的特殊性,導致磁體存在易氧化、耐蝕性差、自粉化能力強等缺點。
為了保護磁體不受外在環境的侵蝕,保持磁體性能的穩定,磁體在加工后需要進行表面防護處理。目前,燒結釹鐵硼磁體的表面防護方法主要有:磷化、電鍍鎳、電鍍鋅、電鍍錫、電泳、噴涂、真空鍍鋁以及其它合金鍍、化學鍍。近年來,隨著汽車工業的飛速發展,汽車電機磁體需求量不斷上升,因磷化膜具有優良的粘膠性、耐磨性和絕緣性,且磷化成本低廉,所以磷化工藝被廣泛應用于電機磁體的表面處理。但是磁體經磷化處理后,其表面的磷化膜耐蝕性較差,就普通低溫磷化而言,磁體經磷化處理后,取樣做濕熱實驗(實施標準gjb150.9a-2009)3小時不到就生銹了,甚至有的磁體磷化處理后,晾干后就會出銹點。其原因在于:首先,燒結釹鐵硼永磁材料的制備屬粉末冶金,又因磁體本身加工過程的復雜性,導致磁體表面疏松、多孔,因而在其表面形成的磷化膜連續性差且孔隙率高,故耐蝕性差。其次,因為燒結釹鐵硼永磁材料是由主相nd2fe14b、富nd相、富b相組成的多相粉末合金,當磁體置于磷化液中進行磷化時,由于富nd相較活潑,在磷化反應過程中會成為微陽極區被優先快速腐蝕,導致陽極區成膜滯后且緩慢,導致膜層較薄,同時在微陰極區快速形成磷化膜,磷化膜結晶粗大、孔隙率高,這就使得整個磁體表面的磷化膜極為不均、多孔,甚至不完整,故耐蝕性差。
技術實現要素:
針對以上燒結釹鐵硼磁體磷化處理后,表面磷化膜耐蝕性不好的現狀,本發明提供了一種能夠有效提高燒結釹鐵硼磁體表面磷化膜耐蝕性的方法。
為實現本發明的上述目的,本發明采用下述技術方案:
一種提高燒結釹鐵硼磁體磷化膜耐蝕性的方法,包括下述步驟:
(1)將加工成型的釹鐵硼磁體進行倒角處理,使倒角的r角為0.1-1.0mm;
(2)依次對其進行除油、酸洗、水洗處理;
(3)將水洗后的產品經兩道去離子水逆流清洗后,立即放入20-30℃的表調液中,在攪拌情況下進行表調1-3min;所述表調液是由鈦鹽表調劑、納米fe粉微粒和去離子水組成;
(4)放入20-40℃的磷化液中進行磷化處理10-20min,并循環過濾。
進一步方案,所述步驟(2)中除油處理是指將經倒角處理后的產品放進溫度為40-60℃的除油液里,超聲除油15-45min后取出,再以50-70℃的熱水清洗干凈;
所述酸洗是將除油后的產品經兩道自來水逆流清洗10-30s后,再放入濃度為3-6g/l的硝酸中酸洗40-100s;
所述水洗將經酸洗后的產品經兩道自來水逆流清洗10-30s后,再放入盛有流動水的超聲清洗機里清洗40-180s。
進一步方案,所述表調液中鈦鹽表調劑中鈦元素(ti4+)的濃度為0.07-0.15g/l、納米fe粉微粒的濃度為0.3-0.9g/l。
所述表調液的ph值為8-9.5,鈦鹽表調劑中的膠體鈦的粒徑為100-500nm,納米fe粉微粒的粒徑為20-60nm。
進一步方案,所述磷化液是由以下組份組成:
所述磷化液的總酸度為20-30點,游離酸度為2-3點。
本發明是將加工成型后的燒結釹鐵硼磁體進行:倒角去毛刺、超聲波除油、硝酸去除氧化皮、超聲波清洗、鈦鹽混合納米fe粉微粒表調、低溫鋅系磷化等一系列處理后,以提高燒結釹鐵硼磁體表面磷化膜耐蝕性。其中,通過倒角去毛刺、超聲波除油、硝酸去除氧化皮、超聲波清洗的處理后,使燒結釹鐵硼磁體表面潔凈,且具有活性,利于后續的表調和磷化;其次,經過表調液表調,由于表調液中的鈦鹽表調劑是鈦酸和多聚磷酸鈦的混合物,其在水溶液中能形成穩定的膠團,當納米fe粉微粒遇到膠團時,會吸附在其表面,同時膠團的中心膠粒為(tio),帶有正電荷,當表面清潔后的磁體進入表調液時,這些攜帶納米fe粉微粒的膠團會迅速吸附于磁體表面,使磁體表面形成無數個均勻的活性點;然后,當這些經過表調后的磁體進入磷化液以后,磁體表面這些活性點周圍的納米fe粉微粒會優先溶解,并在這些活性點生成磷化膜,這些磷化膜均勻的分布在磁體表面,起到很好的封孔和錨固作用,更重要是這些先形成的磷化膜在后續的磷化反應過程能夠有效阻止作為微陽極區富nd相的快速腐蝕,起到很好的阻陽效果,使陽極反應受到抑制,反應向成膜方向進行,同時也降低了微陰極區的反應速度,使陰極區的成膜更加細致,從而使得磁體表面的磷化膜均勻、細致、完整,具有優良的耐蝕性。
所以,本發明的有益效果具體在于:
1)使燒結釹鐵硼磁體經本發明的方法處理后獲得優良的耐蝕性;
2)能有效地提高磷化膜的密著性,提高附著力;
3)能夠有效地提高磁體表面的粘膠性能;
4)磷化過程產生沉渣少,延長磷化液的使用壽命,減少污染排放;
5)能耗小,磷化時間短,生產效率高,生產成本低。
具體實施方式
下述實施例是對于本發明內容的進一步說明以作為對本發明技術內容的闡釋,但本發明的實質內容并不僅限于下述實施例所述,本領域的普通技術人員可以且應當知曉任何基于本發明實質精神的簡單變化或替換均應屬于本發明所要求的保護范圍。
實施例1
(1)取規格為25×12×4的燒結釹鐵硼磁體若干用剛玉石磨料在螺旋振動光飾機倒角,倒角后產品r角控制在0.5mm;
(2)將倒角之后的產品用清水洗凈后放進溫度為40℃的除油液里,開啟超聲波,除油15mins后取出,再用50℃的熱水清洗干凈;
(3)將熱水清洗后的產品經兩道自來水逆流清洗10s;然后放入濃度為3g/l的硝酸里酸洗40s;
(4)將酸洗后的產品經兩道自來水逆流清洗10s;然后放入盛有流動水的超聲清洗機里清洗40s;
(5)將超聲水洗后的產品再經兩道去離子水清洗后,立即放入表調液中,伴有持續機械攪拌進行表調,其表調工藝為:
(6)將表調處理后產品不經水洗直接放入磷化液中,并持續循環過濾,其磷化工藝為:
按上述工藝方法實施后,將磷化后的產品水洗、烘干,再取樣做濕熱實驗(實施標準gjb150.9a-2009),30h開始出現生銹。
對比例1
使用上述相同的工藝,只是將上述步驟(5)省略,將磷化后的產品水洗、烘干,再取樣做濕熱實驗(實施標準gjb150.9a-2009),2.5h開始出現生銹。
比較實施例1和對比例1可看出,本發明將燒結釹鐵硼磁體經鈦鹽溶液混合納米fe粉微粒進行表調后,再磷化,其磷化膜的耐蝕性可得到了大幅提高。
實施例2
(1)取規格為φ10.5×2的燒結釹鐵硼磁體若干用剛玉石磨料在臥式滾筒光飾機倒角,倒角后產品r角控制在0.2mm;
(2)將倒角之后的產品用清水洗凈后放進溫度為50℃的除油液里,開啟超聲波,除油30mins后取出,再用60℃的熱水清洗干凈;
(3)將熱水清洗后的產品經兩道自來水逆流清洗20s;然后放入濃度為4.5g/l的硝酸里酸洗70s;
(3)將酸洗后的產品經兩道自來水逆流清洗20s;然后放入盛有流動水的超聲清洗機里清洗110s;
(4)將超聲水洗后的產品再經兩道去離子水清洗后,立即放入表調液中進行表調,其表調工藝為:
伴有持續機械攪拌
(5)將表調處理后產品不經水洗直接放入磷化液中,其磷化工藝為:
伴有持續循環過濾
按上述工藝方法實施后,將磷化后的產品水洗、烘干,再取樣做濕熱實驗(實施標準gjb150.9a-2009),33h開始出現生銹。
對比例2
使用上述相同的工藝,只是將上述步驟(5)省略,將磷化后的產品水洗、烘干,再取樣做濕熱實驗(實施標準gjb150.9a-2009),2h開始出現生銹。
比較實施例2和對比例2可看出,本發明將燒結釹鐵硼磁體經鈦鹽溶液混合納米fe粉微粒進行表調后,再磷化,其磷化膜的耐蝕性可得到了大幅提高。
實施例3
(1)取規格為φ36-φ24×10.5的燒結釹鐵硼磁體若干用剛玉石磨料在螺旋振動光飾機倒角,倒角后產品r角控制在0.8mm;
(2)將倒角之后的產品用清水洗凈后放進溫度為50℃的除油液里,開啟超聲波,除油30mins后取出,再用60℃的熱水清洗干凈;
(3)將熱水清洗后的產品經兩道自來水逆流清洗10s;然后放入濃度為5g/l的硝酸里酸洗80s;
(4)將酸洗后的產品經兩道自來水逆流清洗15s;然后放入盛有流動水的超聲清洗機里清洗100s;
(5)將超聲水洗后的產品再經兩道去離子水清洗后,立即放入表調液中進行表調,其表調工藝為:
伴有持續機械攪拌
(6)將表調處理后產品不經水洗直接放入磷化液中,其磷化工藝為:
伴有持續循環過濾
按上述工藝方法實施后,將磷化后的產品水洗、烘干,再取樣做濕熱實驗(實施標準gjb150.9a-2009),35h開始出現生銹。
對比例3
使用上述相同的工藝,只是將上述步驟(5)省略,將磷化后的產品水洗、烘干,再取樣做濕熱實驗(實施標準gjb150.9a-2009,160mins開始出現生銹。
比較實施例3和對比例3可看出,本發明將燒結釹鐵硼磁體經鈦鹽溶液混合納米fe粉微粒進行表調后,再磷化,其磷化膜的耐蝕性可得到了大幅提高。
實施例4
(1)取規格為r19×r21×25×18×3.5的燒結釹鐵硼磁體若干用剛玉石磨料在螺旋振動光飾機倒角,倒角后產品r角控制在0.5mm;
(2)將倒角之后的產品用清水洗凈后放進溫度為50℃的除油液里,開啟超聲波,除油40mins后取出,再用60℃的熱水清洗干凈;
(3)將熱水清洗后的產品經兩道自來水逆流清洗10s;然后放入濃度為6g/l的硝酸里酸洗60s;
(4)將酸洗后的產品經兩道自來水逆流清洗15s;然后放入盛有流動水的超聲清洗機里清洗120s;
(5)將超聲水洗后的產品再經兩道去離子水清洗后,立即放入表調液中進行表調,其表調工藝為:
伴有持續機械攪拌
(6)將表調處理后產品不經水洗直接放入磷化液中,其磷化工藝為:
伴有持續循環過濾
按上述工藝方法實施后,將磷化后的產品水洗、烘干,再取樣做濕熱實驗(實施標準gjb150.9a-2009),28h開始出現生銹。
對比例4
使用上述相同的工藝,只是將上述步驟(5)省略,將磷化后的產品水洗、烘干,再取樣做濕熱實驗(實施標準gjb150.9a-2009),130mins開始出現生銹。
比較實施例4和對比例4可看出,本發明將燒結釹鐵硼磁體經鈦鹽溶液混合納米fe粉微粒進行表調后,再磷化,其磷化膜的耐蝕性可得到了大幅提高。
實施例5
(1)取規格為r19×r21×25×18×3.5的燒結釹鐵硼磁體若干用剛玉石磨料在螺旋振動光飾機倒角,倒角后產品r角控制在0.5mm;
(2)將倒角之后的產品用清水洗凈后放進溫度為60℃的除油液里,開啟超聲波,除油45mins后取出,再用50℃的熱水清洗干凈;
(3)將熱水清洗后的產品經兩道自來水逆流清洗10s;然后放入濃度為6g/l的硝酸里酸洗60s;
(4)將酸洗后的產品經兩道自來水逆流清洗15s;然后放入盛有流動水的超聲清洗機里清洗120s;
(5)將超聲水洗后的產品再經兩道去離子水清洗后,立即放入表調液中進行表調,其表調工藝為:
伴有持續機械攪拌
(6)將表調處理后產品不經水洗直接放入磷化液中,其磷化工藝為:
伴有持續循環過濾
按上述工藝方法實施后,將磷化后的產品水洗、烘干,再取樣做濕熱實驗(實施標準gjb150.9a-2009),26h開始出現生銹。
對比例5
使用上述相同的工藝,只是將上述步驟(5)省略,將磷化后的產品水洗、烘干,再取樣做濕熱實驗(實施標準gjb150.9a-2009),110mins開始出現生銹。
比較實施例5和對比例5可看出,本發明將燒結釹鐵硼磁體經鈦鹽溶液混合納米fe粉微粒進行表調后,再磷化,其磷化膜的耐蝕性可得到了大幅提高。
以上所述的實施例對本發明的技術方案進行了詳細說明,應理解的是以上所述僅為本發明的具體實施例,并不用于限制本發明,凡在本發明的原則范圍內所做的任何修改、補充或類似方式替代等,均應包含在本發明的保護范圍之內。