專利名稱：一種復(fù)合化學(xué)鍍鎳磷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到材料表面防護(hù)領(lǐng)域，具體指一種復(fù)合化學(xué)鍍鎳磷方法。
技術(shù)背景燒結(jié)釹鐵硼磁體是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的稀土永磁材料，它的出現(xiàn)和發(fā)展極大 地推動了工業(yè)進(jìn)步，在電子信息、航空航天等國民經(jīng)濟(jì)諸多領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。 由于燒結(jié)釹鐵硼的結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性，其耐蝕性較差，須對其表面進(jìn)行防護(hù)處理。目前釹鐵硼表面防護(hù)常采用電鍍工藝，存在著防護(hù)等級不夠高、對深孔件和異型工 件防護(hù)效能差、環(huán)保處理費(fèi)用高等問題。同時，國際上(如歐盟ROHS指令)對電鍍產(chǎn) 品環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)越來越高，要求鍍層中的鉛和鎘要低于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，如果不解決這一問題，企 業(yè)的產(chǎn)品就無法進(jìn)入國際市場。因此，開發(fā)環(huán)保型燒結(jié)釹鐵硼磁體表面防護(hù)技術(shù)，提升 釹鐵硼的綜合性能已成為國內(nèi)業(yè)界共同的命題。作為一種環(huán)保型表面防護(hù)技術(shù)，通過燒結(jié)釹鐵硼磁體化學(xué)鍍鎳技術(shù)獲得的鍍層均 勻、致密、硬度高、耐磨性好、成本相對較低，現(xiàn)已開始在釹鐵硼磁體表面防護(hù)中得到 了初步應(yīng)用。然而，化學(xué)鍍鎳磷合金在釹鐵硼防腐蝕的工業(yè)化生產(chǎn)中還存在鍍層與基體 的結(jié)合力差、鍍液維護(hù)困難、施鍍過程中基體會出現(xiàn)腐蝕等問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種用于燒結(jié)釹鐵硼磁體 表面防護(hù)的復(fù)合化學(xué)鍍鎳磷方法，其通過鍍層的納米化提高鍍層與基體之間的結(jié)合力， 最外層采用非晶鍍層達(dá)到提高鍍層耐腐蝕的性能。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是采用復(fù)合化學(xué)鍍鎳磷技術(shù)，其特征在于包括下述步驟① 把含有硫酸鎳26-30g/l，次亞磷酸鈉23-27g/l，檸檬酸鈉38-42g/l，乙酸鈉23-27g/l 的化學(xué)鍍鎳磷液的pH值調(diào)節(jié)到9 10，在化學(xué)鍍鎳磷液中加入八水合硫酸釹混合均勻， 加入量為0.4 0.8 g/l，在超聲波的作用下對經(jīng)過預(yù)處理的釹鐵硼磁體施鍍10 60分鐘， 得到晶粒尺寸在5 8nm的鎳磷鍍層；② 把含有硫酸鎳22-26g/l，次亞磷酸鈉28-32g/l，檸檬酸鈉43-47g/l，乙酸鈉28-32g/l的化學(xué)鍍鎳磷液的pH值調(diào)節(jié)到4.2 5.6，把經(jīng)過①施鍍的釹鐵硼磁體放入到②中的化 學(xué)鍍鎳磷液中施鍍30 120分鐘，得到非晶態(tài)的鎳磷鍍層。
施鍍時超聲波的頻率可以選用20KHz 68KHz，超聲波的功率可以選擇100W 300W。步驟①中在施鍍時，鍍液的溫度可以是70 80°C。步驟中②中在施鍍時，鍍液 的溫度可以是80 92'C。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明先在釹鐵硼磁體表面實(shí)施添加稀土元素釹的低氫化學(xué)鍍工 藝，在超聲作用下對磁體施鍍，獲得一層高結(jié)合力、高致密的納米晶鎳磷鍍層。然后在 納米晶鍍層上使用酸性鍍鎳，獲得一層高耐蝕的鎳磷非晶鍍層；既利用了低氫化學(xué)鍍應(yīng) 力小的特點(diǎn)解決了結(jié)合力的問題，又利用了酸性化學(xué)鍍致密性好的特點(diǎn)解決了耐腐蝕的 問題；不僅能提高鍍層的結(jié)合力、大大提高鍍層耐腐蝕性能，而且可以減小鍍層的厚度， 從而降低了釹鐵硼磁體磁性能的損失。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。 實(shí)施例1
1、 釹鐵硼磁體經(jīng)過堿性除油液超聲波除油，然后進(jìn)行酸洗活化，再清洗干凈。
2、 把擰檬酸鈉和乙酸鈉一起加水溶解，把配方中的硫酸鎳加水溶解，然后把這兩 種溶液混合并攪拌均勻，在此記這種混合溶液為(a)。把次亞磷酸鈉加適量的水溶解，然 后在攪拌的狀態(tài)下緩緩倒入(a)的溶液中，并攪拌均勻；加蒸餾水或去離子水至規(guī)定體積。 用5X的氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液的pH值至9.0，過濾。記過濾后的溶液為(b)。其中,(b)溶液 中含硫酸鎳28g/1，次亞磷酸鈉25g/1，檸檬酸鈉40g/1，乙酸鈉25g/1。
3、 把檸檬酸鈉和乙酸鈉一起加水溶解，把配方中的硫酸鎳加水溶解，然后把這兩 種溶液混合并攪拌均勻，在此記這種混合溶液為(c)。把次亞磷酸鈉加適量的水溶解，然 后在攪拌的狀態(tài)下緩緩倒入(c)的溶液中，并攪拌均勻；加蒸餾水或去離子水至規(guī)定體積。 調(diào)節(jié)溶液的pH值至4.6，過濾。記過濾后的溶液為(d)。其中，(d)溶液中含有硫酸鎳 24gA，次亞磷酸鈉30g/1，檸檬酸鈉45g/1，乙酸鈉30g/1。
4、 往(b)溶液中按0.6g/l的量加入八水合硫酸釹，攪拌均勻；并將鍍液的溫度加熱 到8(TC;把經(jīng)過預(yù)處理的釹鐵硼磁體放入該化學(xué)鍍鎳磷液，使用功率為200W，頻率為 20KHz的超聲波輔助施鍍30分鐘，得到第一鍍層。
5、 然后把釹鐵硼磁體經(jīng)過蒸餾水或去離子水清洗，投入到溫度為85'C的(d)溶液.中 施鍍70分鐘，得到第二鍍層。
經(jīng)XRD和TEM測試，可以得知第一鍍層的平均晶粒為5nm，第二鍍層為非晶態(tài) 的鎳磷鍍層；經(jīng)過30(TC的熱震試驗(yàn)5次，鍍層無起皮、脫落的現(xiàn)象。磁體耐中性鹽霧 時間達(dá)到288小時，這說明該納米晶和非晶的雙層鍍層與基體的結(jié)合力好。
4實(shí)施例2
1、 釹鐵硼磁體經(jīng)過堿性除油液超聲波除油，然后進(jìn)行酸洗活化，再清洗干凈。
2、 把檸檬酸鈉和乙酸鈉一起加水溶解，把配方中的硫酸鎳加水溶解，然后把這兩 種溶液混合并攪拌均勻，在此記這種混合溶液為(a)。把次亞磷酸鈉加適量的水溶解，然 后在攪拌的狀態(tài)下緩緩倒入(a)的溶液中，并攪拌均勻；加蒸餾水或去離子水至規(guī)定體積。 用5X的氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液的pH值至10.0，過濾。記過濾后的溶液為(b)。其中,(b)溶液 中含硫酸鎳28g/1，次亞磷酸鈉25g/1，檸檬酸鈉40g/1，乙酸鈉25g/1。
3、 把檸檬酸鈉和乙酸鈉一起加水溶解，把配方中的硫酸鎳加水溶解，然后把這兩 種溶液混合并攪拌均勻，在此記這種混合溶液為(c)。把次亞磷酸鈉加適量的水溶解，然 后在攪拌的狀態(tài)下緩緩倒入(c)的溶液中，并攪拌均勻；加蒸餾水或去離子水至規(guī)定體積。 調(diào)節(jié)溶液的pH值至5.6，過濾。記過濾后的溶液為(d)。其中，(d)溶液中含有硫酸鎳 24g/l，次亞磷酸鈉30g/1，檸檬酸鈉45g/1，乙酸鈉30g/1。
4、 往(b)溶液中按0.4g/1的量加入八水合硫酸釹，攪拌均勻；并將鍍液的溫度加熱 到70'C;把經(jīng)過預(yù)處理的釹鐵硼磁體放入該化學(xué)鍍鎳磷液，使用功率為300W，頻率為 40KHz的超聲波輔助施鍍10分鐘，得到第一鍍層。
5、 然后把釹鐵硼磁體經(jīng)過蒸餾水或去離子水清洗，投入到溫度為8(TC的(d)溶液中 施鍍120分鐘，得到第二鍍層。
經(jīng)XRD和TEM測試，可以得知第一鍍層的平均晶粒為8nm，第二鍍層為非晶態(tài) 的鎳磷鍍層；經(jīng)過30(TC的熱震試驗(yàn)5次，鍍層無起皮、脫落的現(xiàn)象。磁體耐中性鹽霧 時間達(dá)到240小時，這說明該納米晶和非晶的雙層鍍層與基體的結(jié)合力好。
實(shí)施例3
1、 釹鐵硼磁體經(jīng)過堿性除油液超聲波除油，然后進(jìn)行酸洗活化，再清洗干凈。
2、 把檸檬酸鈉和乙酸鈉一起加水溶解，把配方中的硫酸鎳加水溶解，然后把這兩 種溶液混合并攪拌均勻，在此記這種混合溶液為(a)。把次亞磷酸鈉加適量的水溶解，然 后在攪拌的狀態(tài)下緩緩倒入(a)的溶液中，并攪拌均勻；加蒸餾水或去離子水至規(guī)定體積。 用5X的氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液的pH值至9.5，過濾。記過濾后的溶液為(b)。其中，(b)溶液 中含硫酸鎳28g/1，次亞磷酸鈉25g/1，檸檬酸鈉40g/1，乙酸鈉25g/1。
3、 把檸檬酸鈉和乙酸鈉一起加水溶解，把配方中的硫酸鎳加水溶解，然后把這兩 種溶液混合并攪拌均勻，在此記這種混合溶液為(c)。把次亞磷酸鈉加適量的水溶解，然 后在攪拌的狀態(tài)下緩緩倒入(c)的溶液中，并攪拌均勻；加蒸餾水或去離子水至規(guī)定體積。 調(diào)節(jié)溶液的pH值至4.2,過濾。記過濾后的溶液為(d)。其中，(d)溶液中含有硫酸鎳 24g/l，次亞磷酸鈉30g/1，檸檬酸鈉45g/1，乙酸鈉30g/1。4、 往(b)溶液中按0.8g/l的量加入八水合硫酸釹，攪拌均勻；并將鍍液的溫度加熱
到7(TC;把經(jīng)過預(yù)處理的釹鐵硼磁體放入該化學(xué)鍍鎳磷液，使用功率為100W，頻率為 68KHz的超聲波輔助施鍍60分鐘，得到第一鍍層。
5、 然后把釹鐵硼磁體經(jīng)過蒸餾水或去離子水清洗，投入到溫度為92'C的(d)溶液中 施鍍30分鐘，得到第二鍍層。
經(jīng)XRD和TEM測試，可以得知第一鍍層的平均晶粒為6nm，第二鍍層為非晶態(tài) 的鎳磷鍍層；經(jīng)過300'C的熱震試驗(yàn)5次，鍍層無起皮、脫落的現(xiàn)象。磁體耐中性鹽霧 時間達(dá)到312小時，這說明該納米晶和非晶的雙層鍍層與基體的結(jié)合力好。
實(shí)施例4
-1、釹鐵硼磁體經(jīng)過堿性除油液超聲波除油，然后進(jìn)行酸洗活化，再清洗干凈。
2、 把檸檬酸鈉和乙酸鈉一起加水溶解，把配方中的硫酸鎳加水溶解，然后把這兩 種溶液混合并攪拌均勻，在此記這種混合溶液為(a)。把次亞磷酸鈉加適量的水溶解，然 后在攪拌的狀態(tài)下緩緩倒入(a)的溶液中，并攪拌均勻；加蒸餾水或去離子水至規(guī)定體積。 用5X的氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液的pH值至9.6，過濾。記過濾后的溶液為(b)。其中,(b)溶液 中含硫酸鎳28g/1，次亞磷酸鈉25g/1，檸檬酸鈉40g/1，乙酸鈉25g/1。
3、 把檸檬酸鈉和乙酸鈉一起加水溶解，把配方中的硫酸鎳加水溶解，然后把這兩 種溶液混合并攪拌均勻，在此記這種混合溶液為(c)。把次亞磷酸鈉加適量的水溶解，然 后在攪拌的狀態(tài)下緩緩倒入(c)的溶液中，并攪拌均勻；加蒸餾水或去離子水至規(guī)定體積。 調(diào)節(jié)溶液的pH值至4.8，過濾。記過濾后的溶液為(d)。其中，(d)溶液中含有硫酸鎳 24g/l，次亞磷酸鈉30g/1，檸檬酸鈉45g/1，乙酸鈉30g/1。
4、 往(b)溶液中按0.8g/l的量加入八水合硫酸釹，攪拌均勻；并將鍍液的溫度加熱 到72"C;把經(jīng)過預(yù)處理的釹鐵硼磁體放入該化學(xué)鍍鎳磷液，使用功率為250W，頻率為 28KHz的超聲波輔助施鍍25分鐘，得到第一鍍層。
5、 然后把釹鐵硼磁體經(jīng)過蒸餾水或去離子水清洗，投入到溫度為86t;的(d)溶液中 施鍍90分鐘，得到第二鍍層。
經(jīng)XRD和TEM測試，可以得知第一鍍層的平均晶粒為5nm，第二鍍層為非晶態(tài) 的鎳磷鍍層；經(jīng)過30(TC的熱震試驗(yàn)5次，鍍層無起皮、脫落的現(xiàn)象。磁體耐中性鹽霧 時間達(dá)到384小時，這說明該納米晶和非晶的雙層鍍層與基體的結(jié)合力好。
權(quán)利要求
1、一種復(fù)合化學(xué)鍍鎳磷方法，其特征在于包括下述步驟①把含有硫酸鎳26-30g/l，次亞磷酸鈉23-27g/l，檸檬酸鈉38-42g/l，乙酸鈉23-27g/l的化學(xué)鍍鎳磷液的pH值調(diào)節(jié)到9～10，在化學(xué)鍍鎳磷液中加入八水合硫酸釹混合均勻，加入量為0.4～0.8g/l，在超聲波的作用下對經(jīng)過預(yù)處理的釹鐵硼磁體施鍍10～60分鐘，得到晶粒尺寸在5～8nm的鎳磷鍍層；②把含有硫酸鎳22-26g/l，次亞磷酸鈉28-32g/l，檸檬酸鈉43-47g/l，乙酸鈉28-32g/l的化學(xué)鍍鎳磷液的pH值調(diào)節(jié)到4.2～5.6，把經(jīng)過①施鍍的釹鐵硼磁體放入到②中的化學(xué)鍍鎳磷液中施鍍30～120分鐘，得到非晶態(tài)的鎳磷鍍層。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合化學(xué)鍍鎳磷方法，其特征在于施鍍時超聲波的頻 率20KHz 68KHz，超聲波的功率100W 300W。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合化學(xué)鍍鎳磷方法，其特征在于步驟①中在施鍍時，鍍液的溫度為70 80。C。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合化學(xué)鍍鎳磷方法，其特征在于步驟中②中在施鍍時，鍍液的溫度為80 92°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種復(fù)合化學(xué)鍍鎳磷方法，其特征在于包括下述步驟①把含有硫酸鎳26-30g/l，次亞磷酸鈉23-27g/l，檸檬酸鈉38-42g/l，乙酸鈉23-27g/l的化學(xué)鍍鎳磷液的pH值調(diào)節(jié)到9～10，在化學(xué)鍍鎳磷液中加入八水合硫酸釹混合均勻，加入量為0.4～0.8g/l，在超聲波的作用下對經(jīng)過預(yù)處理的釹鐵硼磁體施鍍10～60分鐘，得到晶粒尺寸在5～8nm的鎳磷鍍層；②把含有硫酸鎳22-26g/l，次亞磷酸鈉28-32g/l，檸檬酸鈉43-47g/l，乙酸鈉28-32g/l的化學(xué)鍍鎳磷液的pH值調(diào)節(jié)到4.2～5.6，把經(jīng)過①施鍍的釹鐵硼磁體放入到②中的化學(xué)鍍鎳磷液中施鍍30～120分鐘，得到非晶態(tài)的鎳磷鍍層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明鍍層之間的結(jié)合力高，耐腐蝕性能好，減小了鍍層的厚度，降低了磁性能的損失。
文檔編號C23C18/36GK101514449SQ200910096620
公開日2009年8月26日 申請日期2009年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月12日
發(fā)明者吳浩杰, 宋振綸, 應(yīng)華根, 李建忠, 楊恒修 申請人:中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所