專利名稱：用于永磁材料的鍍鎳液及其對永磁材料的表面處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及材料的表面處理領域，尤其是涉及釹鐵硼永磁材料的表面中性鎳技
術，具體地說，本發(fā)明涉及一種用于永磁材料的表面處理方法。
背景技術：
近年來釹鐵硼(NdFeB)永磁材料的應用和發(fā)展十分迅速，而釹鐵硼永磁材料的防護成功與否關系到材料能否推廣應用的關鍵技術之一。該材料主要是由稀土金屬釹Nd、鐵和硼等元素通過粉末冶金工藝制備而成。作為目前最強的磁性材料，已經(jīng)廣泛應用于電鍍器件、機械、醫(yī)療、汽車等諸領域，應用前景十分廣闊。 釹鐵硼永磁材料應用的前提是首先要解決好釹鐵硼永磁材料的防腐問題。作為一種粉末冶金工藝制備而成的多孔材料，因其中的富釹相，釹鐵硼主相及邊界相很容易形成晶間腐蝕。釹鐵硼粉末合金中的稀土元素釹，性質活潑，使整個釹鐵硼合金的耐蝕性能變得很差，在濕熱的環(huán)境中極易生銹腐蝕，因腐蝕失效造成磁性能的下降或損壞，嚴重影響了釹鐵硼永磁體的使用壽命，降低了產品的穩(wěn)定性和可靠性。釹鐵硼永磁材料的磁性能與其組織結構有很大的關系。釹鐵硼永磁體的主相是磁體磁性能的主要來源。對矯頑力貢獻最大的是富釹相。當釹鐵硼永磁材料發(fā)生腐蝕以后材料的磁性能將發(fā)生巨大的變化。因此，釹鐵硼永磁材料的防腐問題一直是釹鐵硼永磁材料需要解決的主要問題。
目前釹鐵硼永磁材料的防腐方法有很多。其中有電鍍鎳、電鍍鋅(CN1421547A、CN1056133A)、電鍍多層鎳、鍍銅(CN1514889A)，磷化、電泳漆等多種方法。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種永磁材料的中性電鍍鎳技術，主要降低材料在電鍍液中的腐蝕。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于保護永磁材料的鍍鎳液，所述鍍鎳液包括包括七水合硫酸鎳70 120克/升，中性絡合劑80 180克/升，氯化鈉15 45克/升，硼酸25 55克/升。 其中，所述中性絡合劑為檸檬酸鈉、EDTA、或者檸檬酸鈉和EDTA。最好，所述中性絡合劑還包括三乙醇胺、走位劑BN-55A(主要成分為1-丙炔磺酸鈉，從廣州美迪斯購買的鍍鎳添加劑)。 其中，所述中性絡合劑與硫酸鎳的重量比R為1. 5 1. 1。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種利用所的鍍鎳液對永磁材料的表面處理方法，所述表面處理方法包括如下步驟 (1)倒角磨光采用機械振磨、滾磨倒角法對釹鐵硼永磁材料進行磨光； (2)脫脂除油加入磷酸鈉、碳酸鈉或氫氧化鈉進行脫脂除油； (3)酸洗除銹再加入硝酸溶液進行酸洗除銹； (4)酸液活化對酸洗后的永磁材料在硫酸中進行活化；
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(5)鍍鎳成膜對永磁材料在鍍鎳液中進行鍍鎳成膜； 其中，所述鍍鎳液包括七水合硫酸鎳70 120克/升，中性絡合劑80 180克/升，氯化鈉15 45克/升，硼酸25 55克/升。 所述中性絡合劑為檸檬酸鈉、EDTA、或者檸檬酸鈉和EDTA。最好，所述中性絡合劑還包括三乙醇胺、走位劑BN-55A(主要成分為1-丙炔磺酸鈉，從廣州美迪斯購買的鍍鎳添加劑)。 其中，所述中性絡合劑與硫酸鎳的重量比R為1. 5 1. 1。 其中，鍍鎳的溫度為45 55°C，鍍鎳的pH為6. 5 7. 5，鍍鎳的時間為25 90分鐘。 其中，所述鎳層厚度在5 30微米，電鍍晶形呈柱狀晶，晶粒大小在5 100納米。 其中，所述永磁材料為燒結釹鐵硼永磁材料或粘結釹鐵硼永磁材料。 本發(fā)明的優(yōu)點是pH值近中性，對工件腐蝕很少，可以降低材料在電鍍液中的腐蝕
速率，減少材料在電鍍過程中的鎳帶出損失，可以有效的降低生產成本。
具體實施例方式
以下將結合實施例對本發(fā)明做進一步說明，本發(fā)明的實施例僅用于說明本發(fā)明的
技術方案，并非限定本發(fā)明。
實施例1 將0 24* 0 15*18mm的粘結釹鐵硼永磁材料2. 3公斤先在振磨機中磨光2小時。經(jīng)磷酸鈉20g/升，碳酸鈉10g/升，氫氧化鈉10g/升脫脂除油后，在1%硝酸中酸洗除去表面氧化物，水洗3次，再經(jīng)5%硫酸活化后進行鍍銅。將上述預處理完的釹鐵硼永磁材料放入鍍液中，鍍液的組成為七水合硫酸鎳70克/升，檸檬酸鈉91克/升，氯化鈉15克/升，硼酸55克/升，pH為7. 2。在45t:溫度下，在滾桶中反應25分鐘，R值為1. 3。在釹鐵硼永磁材料表面形成鍍層。鍍層厚度6. 5微米，經(jīng)十字銼刀試驗，鍍層未起剝落，不起皮，結合力很好，參見表1。
實施例2 將0 24* 0 15*18mm的粘結釹鐵硼永磁材料2. 5公斤按實施例1方法磨光，脫脂除油，酸洗活化。鍍液的組成為七水合硫酸鎳110克/升，EDTA 100克/升，三乙醇胺30毫升/升，氯化鈉15克/升，硼酸40克/升，pH為6. 5。在45t:溫度下，在滾桶中反應65分鐘，R值為1.2。在釹鐵硼永磁材料表面形成鍍層。鍍層厚度15微米，經(jīng)十字銼刀試驗，鍍
層未起剝落，不起皮，結合力很好，參見表1。
實施例3 將^ 24* - 15*18mm的燒結釹鐵硼永磁材料2. 5公斤按實施例1方法磨光，脫脂除油，酸洗活化。鍍液的組成為七水合硫酸鎳100克/升，檸檬酸鈉130克/升，氯化鈉45克/升，硼酸25克/升，走位劑BN-55A (從廣州美迪斯購買的鍍鎳添加劑)5毫升/升，pH為7. 5。在45t:溫度下，在滾桶中反應60分鐘，R值為1. 3。在釹鐵硼永磁材料表面形成鍍層。鍍層厚度5微米，經(jīng)十字銼刀試驗，鍍層未起剝落，不起皮，結合力很好，參見表1 。
實施例4 將- 24* 0 15*18mm的燒結釹鐵硼永磁材料3. 5公斤按實施例1方法磨光，脫脂除
4油，酸洗活化。鍍液的組成為七水合硫酸鎳120克/升，檸檬酸鈉80克/升，氯化鈉45克 /升，硼酸40克/升，EDTA 50克/升，三乙醇胺30毫升/升，pH為7.0。在55。C溫度下， 在滾桶中反應85分鐘，R值為1. 3。在釹鐵硼永磁材料表面形成鍍層。鍍層厚度25微米， 經(jīng)十字銼刀試驗，鍍層未起剝落，不起皮，結合力很好，參見表1 。
實施例5 將- 24* - 15*18mm的粘結釹鐵硼永磁材料2. 3公斤按實施例1方法磨光，脫脂除 油，酸洗活化。鍍液的組成為七水合硫酸鎳120克/升，檸檬酸鈉155克/升，氯化鈉35克 /升，硼酸55克/升，三乙醇胺25毫升/升，pH為7.2。在45。C溫度下，在滾桶中反應65 分鐘，R值為1.5。在釹鐵硼永磁材料表面形成鍍層。鍍層厚度16微米，經(jīng)十字銼刀試驗，
鍍層未起剝落，不起皮，結合力很好，參見表1。
實施例6 將0 24* - 15*18mm的燒結釹鐵硼永磁材料2. 5公斤按實施例1方法磨光，脫脂除 油，酸洗活化。鍍液的組成為七水合硫酸鎳120克/升，EDTA 30克/升，氯化鈉32克/升， 檸檬酸鈉130克/升，硼酸55克/升。pH為7.2。在55t:溫度下，在滾桶中反應90分鐘， R值為1.3。在釹鐵硼永磁材料表面形成鍍層。鍍層厚度30微米，經(jīng)十字銼刀試驗，鍍層未 起剝落，不起皮，結合力很好，參見表1 。
實施例7 將0 24* - 15*18mm的燒結釹鐵硼永磁材料2. 5公斤按實施例1方法磨光，脫脂除 油，酸洗活化。鍍液的組成為七水合硫酸鎳70克/升，EDTA 80克/升，氯化鈉40克/升， 硼酸55克/升，pH為6. 8。在45t:溫度下，在滾桶中反應65分鐘，R值為1. 1。在釹鐵硼 永磁材料表面形成鍍層。鍍層厚度15微米，經(jīng)十字銼刀試驗，鍍層未起剝落，不起皮，結合 力很好，參見表l。
實施例8 0 24* 0 15*18mm的粘結釹鐵硼永磁材料2. 5公斤按實施例1方法磨光，脫脂除油， 酸洗活化。鍍液的組成為七水合硫酸鎳92克/升，檸檬酸鈉120克/升，氯化鈉38克/升， 硼酸48克/升，走位劑BN-55A(從廣州美迪斯購買的鍍鎳添加劑)8毫升/升，pH為7. 2。 在45t:溫度下，在滾桶中反應65分鐘，R值為1.3。在釹鐵硼永磁材料表面形成鍍層。鍍 層厚度15微米，經(jīng)十字銼刀試驗，鍍層未起剝落，不起皮，結合力很好，參見表1。
實施例9 0 24* 0 15*18mm的燒結釹鐵硼永磁材料2. 5公斤按實施例1方法磨光，脫脂除油， 酸洗活化。鍍液的組成為七水合硫酸鎳120克/升，檸檬酸鈉156克/升，氯化鈉45克/ 升，硼酸55克/升，pH為7.3。在55t:溫度下，在滾桶中反應25分鐘，R值為1.3。在釹鐵 硼永磁材料表面形成鍍層。鍍層厚度15微米，經(jīng)十字銼刀試驗，鍍層未起剝落，不起皮，結 合力很好，參見表1。
實施例10 0 24* 0 15*18mm的燒結釹鐵硼永磁材料2. 5公斤按實施例1方法磨光，脫脂除油， 酸洗活化。鍍液的組成為七水合硫酸鎳110克/升，EDTA 125克/升，氯化鈉45克/升， 硼酸55克/升，走位劑BN-55A(從廣州美迪斯購買的鍍鎳添加劑)8毫升/升，pH為7. 3。 在55t:溫度下，在滾桶中反應25分鐘，R值為1.2。在釹鐵硼永磁材料表面形成鍍層。鍍
5層厚度15微米，經(jīng)十字銼刀試驗，鍍層未起剝落，不起皮，結合力很好，參見表1。
實施例11 0 24* 0 15*18mm的燒結釹鐵硼永磁材料2. 5公斤按實施例1方法磨光，脫脂除油，酸洗活化。鍍液的組成為七水合硫酸鎳100克/升，檸檬酸鈉90克/升，氯化鈉45克/升，硼酸55克/升，EDTA 32克/升，走位劑BN-55A (從廣州美迪斯購買的鍍鎳添加劑)8毫升/升，pH為7. 5。在55t:溫度下，在滾桶中反應25分鐘，R值為1. 3。在釹鐵硼永磁材料表面形成鍍層。鍍層厚度15微米，經(jīng)十字銼刀試驗，鍍層未起剝落，不起皮，結合力很好，參見表l。 表1
實施例號PCT (小時)熱震試驗 (次)鍍層顆粒大小 (鈉米)濕熱 (小時)
實施例1241020 30300
實施例2721010 15400
實施例372105 15400
實施例4721010 20400
實施例5721015 20400
實施例6961010 20500
實施例7721010 25400
實施例896105 15500
實施例9961060 100500
實施例1096105 20500
實施例1196105 15500 由表1可以看出，本發(fā)明的PCT為24 96小時，且熱震試驗為10次，濕熱試驗在300 500小時。 需要說明的是，上述發(fā)明內容及具體實施方式
意在證明本發(fā)明所提供技術方案的實際應用，不應解釋為對本發(fā)明保護范圍的限定。本領域技術人員在本發(fā)明的精神和原理內，當可作各種修改、等同替換、或改進。本發(fā)明的保護范圍以所附權利要求書為準。
權利要求
一種用于保護永磁材料的鍍鎳液，所述鍍鎳液包括包括七水合硫酸鎳70～120克/升，中性絡合劑80～180克/升，氯化鈉15～45克/升，硼酸25～55克/升。
2. 如權利要求1所述的鍍鎳液，其中，所述中性絡合劑為檸檬酸鈉、EDTA、或者檸檬酸納禾口 EDTA。
3. 如權利要求2所述的鍍鎳液，其中，所述中性絡合劑還包括三乙醇胺、走位劑BN-55A。
4. 如權利要求2或3所述的鍍鎳液，其中，所述中性絡合劑與硫酸鎳的重量比R為1. 5 1. 1。
5. —種利用權利要求1 4所述的鍍鎳液對永磁材料的表面處理方法，所述表面處理方法包括如下步驟(1) 倒角磨光采用機械振磨、滾磨倒角法對釹鐵硼永磁材料進行磨光，(2) 脫脂除油加入磷酸鈉、碳酸鈉或氫氧化鈉進行脫脂除油，(3) 酸洗除銹再加入硝酸溶液進行酸洗除銹，(4) 酸液活化對酸洗后的永磁材料在硫酸中進行活化，(5) 鍍鎳成膜對永磁材料在鍍鎳液中進行鍍鎳成膜；其中，所述鍍鎳液包括七水合硫酸鎳70 120克/升，中性絡合劑80 180克/升，氯化鈉15 45克/升，硼酸25 55克/升。
6. 如權利要求5所述的如權利要求1所述的表面處理方法，其中，所述中性絡合劑為檸檬酸鈉、EDTA、或者檸檬酸鈉和EDTA。
7. 如權利要求6所述的表面處理方法，其中，所述中性絡合劑還包括三乙醇胺、走位劑BN-55A。
8. 如權利要求6或7所述的表面處理方法，其中，所述中性絡合劑與硫酸鎳的重量比R 為1. 5 1. 1。
9. 如權利要求1所述的表面處理方法，其中，鍍鎳的溫度為45 55t:，鍍鎳的pH為6. 5 7. 5，鍍鎳的時間為25 90分鐘。
10. 如權利要求1所述的表面處理方法，其中，所述鎳層厚度在5 30微米，電鍍晶形呈柱狀晶，晶粒大小在5 100納米；所述永磁材料為燒結釹鐵硼永磁材料或粘結釹鐵硼永磁材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于保護永磁材料的鍍鎳液以及利用所述鍍鎳液對永磁材料的表面處理方法，所述鍍鎳液包括包括七水合硫酸鎳70～120克/升，中性絡合劑80～180克/升，氯化鈉15～45克/升，硼酸25～55克/升。本發(fā)明電鍍中性的優(yōu)點是pH值近中性，對工件腐蝕很少。電鍍后形成結晶細致的中性鎳鍍層。鍍層呈銀灰色半光亮鍍層，鎳層無針孔、無麻點、結合力好。
文檔編號C23C18/31GK101724830SQ20081022428
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月16日 優(yōu)先權日2008年10月16日
發(fā)明者潘廣麾, 白曉剛 申請人:北京中科三環(huán)高技術股份有限公司;天津三環(huán)樂喜新材料有限公司