專利名稱：釹鐵硼磁體材料表面鍍鋅／有機涂層雙層防護的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及釹鐵硼磁體材料的表面防護技術，具體為一種釹鐵硼磁體材料表面鍍鋅/有機涂層雙層防護的方法。
背景技術：
從1983年，佐川真人發(fā)現釹鐵硼磁體以來，由于燒結釹鐵硼磁體的特性和性價比較傳統(tǒng)永磁材料優(yōu)異，已被廣泛應用于計算機、電動機、風力發(fā)電機、電動汽車、儀器儀表、 磁傳動軸承、高保真揚聲器、核磁共振成像儀和航天航空導航器等各行各業(yè)，在磁懸浮列車等新興技術領域具有巨大的潛在應用前景。我國憑借稀土資源優(yōu)勢和生產成本優(yōu)勢，大力發(fā)展釹鐵硼磁體產業(yè)，已成為世界第一生產大國和消費大國。但是，由于Nd-Fe-B材料化學活性強，耐腐蝕性差，易被氧化，導致其磁性能降低， 嚴重影響其應用范圍。為了提高Nd-Fe-B稀土永磁體表面抗氧化耐腐蝕性能，人們也從改變微觀結構、添加Mo或Co+V等成分入手，做了大量工作，但到目前為止，比較有效的方法還是采用表面涂層技術，即用涂層阻止空氣、水分或其它腐蝕性物質滲透來提高磁體的抗腐蝕能力?，F有的表面處理有電鍍、化學鍍、電泳、真空沉積、涂料涂裝等，除了單一的保護層外，還有復合涂層的出現，例如衛(wèi)國英、葛洪良等，一種燒結釹鐵硼表面鍍覆多層鍍層的防護新工藝P，中國發(fā)明專利，申請?zhí)?00810164199. 6，進行了釹鐵硼表面多層鍍層的防護研究，但是至少要在三層以上才能達到較好耐中性鹽霧性能，工藝比較復雜。林福文、王岳等，一種釹鐵硼表面電鍍雙層鋅鎳合金鍍層的方法P，中國發(fā)明專利，申請?zhí)?200510048456. 6，進行了對釹鐵硼表面雙層電鍍鋅鎳合金的研究，也是在兩層電鍍之后，進行鈍化或者浸絕緣漆，操作起來比較復雜。目前，釹鐵硼的表面處理主要是以電鍍和化學鍍?yōu)橹?，其涂層的耐蝕性能仍然處于較低的標準，但處理過程卻較為嚴格和復雜。目前，一種要求工藝簡單，涂層薄、耐蝕性能好、保證涂層與基體的結合力、磁性能不受影響的涂層有待開發(fā)。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對目前電鍍、化學鍍、復合涂層等一些表面防護方法，無法滿足釹鐵硼在較為惡劣的環(huán)境應用。提供了一種釹鐵硼磁體材料表面鍍鋅/有機涂層雙層防護的方法，采用鍍鋅/有機涂層雙層防護的表面處理技術，解決了釹鐵硼在應用上的限制，且在保證涂層與基體的結合力、磁性能不受影響的前提下，較大程度的提高涂層的耐中性鹽霧腐蝕性能。本發(fā)明通過如下的技術方案實現—種釹鐵硼磁體材料表面鍍鋅/有機涂層雙層防護的方法，首先對釹鐵硼除油、 除銹、砂紙打磨；然后將釹鐵硼進行鍍鋅處理，鍍層厚度為5 20 μ m(優(yōu)選為5 12 μ m) 之后，再涂覆一層有機涂料，固化形成有機涂層的厚度為3 15 μ m(優(yōu)選為3 7 μ m)。本發(fā)明中，有機涂料固化溫度為室溫至300°C，時間為10分鐘 48小時。
本發(fā)明所選用的除油液由氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸三鈉、硅酸鈉、0P-10乳化劑等混合而成，各組分的含量如下氫氧化鈉3 15g/L ；碳酸鈉20 80g/L ；磷酸三鈉50 100g/L ；硅酸鈉5 15g/ L ；0P-10乳化劑0. 2 3g/L ；其余為水。本發(fā)明所選用的除銹液由鹽酸、硝酸混合而成，各組分的含量如下鹽酸2 10g/L ；硝酸20 80g/L ；其余為水。本發(fā)明對釹鐵硼表面用砂紙打磨先用150#粗磨，再用600#砂紙打磨。本發(fā)明中，有機涂料的組成和含量范圍如下(按重量百分比計)樹脂10 60 ；填料3 25 ；助劑0. 3 3 ；其余為溶劑。本發(fā)明所選用的有機涂料樹脂為環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、氟碳樹脂、聚氨酯樹脂中的一種或一種以上。本發(fā)明所選用的有機涂料填料為鋁粉、鈦粉、鋅粉、二氧化硅、氧化鋁、氧化鋅、鐵鈦粉、氧化鐵紅、銅粉中的一種或一種以上無機填料。本發(fā)明所選用的溶劑為二甲苯、乙二醇醚類、丙二醇、丙二醇醚類、甲醇、乙醇、乙二醇脂類、丙二醇脂類中的一種或一種以上。本發(fā)明所選用的助劑為有機涂料中常用的助劑，如分散劑、流平劑、消泡劑等。本發(fā)明鍍鋅和有機涂層形成對釹鐵硼磁體材料表面的雙層防護，其中鍍鋅所起的作用是改變基體電位，且鍍層與基體冶金結合有較好的結合力；有機涂層所起的作用是對底層封閉，與鍍層產生電位差。二者協同作用下達到結合力好，涂層致密，耐中性鹽霧良好的效果。本發(fā)明的優(yōu)點1、本發(fā)明只需將目前工業(yè)化的鍍鋅涂覆一層有機薄涂層，就可以大幅度的提高涂層的耐中性鹽霧性能，從而使釹鐵硼磁體材料可以應用在環(huán)境較為惡劣的海洋環(huán)境氣候中。2、本發(fā)明在涂層厚度在10 25 μ m時，在保證涂層與基體的結合力、磁性能不受影響的前提下，耐中性鹽霧時間可達到1500h不發(fā)生銹蝕，具有較好耐腐蝕性能。3、本發(fā)明涂層配套體系完善，鍍鋅與基體冶金結合，結合力較好，但有機涂層與鍍層之間的結合力要大于鍍層與基體之間的結合力，表現出較好的性能。
具體實施例方式實施例1 首先，準備樣品，將釹鐵硼(50mmX50mmX5mm)在堿性除油液中進行除油，之后用大量的水進行清洗，然后在酸性除銹液中進行除銹，大量水洗干燥后，用150#砂紙進行打磨，再用600#砂紙進行打磨，之后用酒精把釹鐵硼表面擦拭干凈。除油液由氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸三鈉、硅酸鈉、0P-10乳化劑混合而成，各組分的含量如下氫氧化鈉10g/L ；碳酸鈉20g/L ；磷酸三鈉50g/L ；硅酸鈉5g/L ；OP-IO乳化劑 0. 2g/L;其余為水。除銹液由鹽酸、硝酸混合而成，各組分的含量如下
鹽酸2g/L ；硝酸80g/L ；其余為水。然后，對釹鐵硼進行活化40秒(活化液由如下組分均勻混合而成水楊酸15g/L， 氟化氫氨12g/L，其余為水)，超聲波清洗，電鍍鋅厚度為5 7 μ m。將表面有鍍鋅的釹鐵硼樣品涂覆一層有機鋁涂料，按重量百分比計，本實施例有機鋁涂料由如下組分均勻混合而成環(huán)氧樹脂30 ；招粉15 ；分散劑(德國畢克化學公司BI-163)0. 3 ；流平劑(德國畢克化學公司BI-306)0. 4 ；消泡劑(德國畢克化學公司BI-141)0. 2 ；其余為乙二醇丁醚。然后，在240°C下固化30-60min，取出，涂層制備完畢，涂層的厚度為7 12 μ m，涂層總厚度在12 19μπι。用此方法制備的雙層涂層結合力好，涂層致密，耐中性鹽霧IOOOh不銹蝕。實施例2 首先，準備樣品，將釹鐵硼(50mmX50mmX5mm)在堿性除油液中進行除油，之后用大量的水進行清洗，然后在酸性除銹液中進行除銹，大量水洗干燥后，用150#砂紙進行打磨，再用600#砂紙進行打磨，之后用酒精把釹鐵硼表面擦拭干凈。除油液由氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸三鈉、硅酸鈉、0P-10乳化劑混合而成，各組分的含量如下氫氧化鈉12g/L ；碳酸鈉60g/L ；磷酸三鈉70g/L ；硅酸鈉10g/L ；OP-IO乳化劑2g/ L ；其余為水。除銹液由鹽酸、硝酸混合而成，各組分的含量如下鹽酸6g/L ；硝酸70g/L ；其余為水。然后，對釹鐵硼進行活化40秒(活化液由如下組分均勻混合而成水楊酸15g/L， 氟化氫氨12g/L，其余為水)，超聲波清洗，電鍍鋅厚度為6 8 μ m。將表面有鍍鋅的釹鐵硼樣品涂覆一層有機鋅、鋁涂料，按重量百分比計，本實施例有機鋅、鋁涂料由如下組分均勻混合而成丙烯酸樹脂20;環(huán)氧樹脂20;鋅粉7;鋁粉13;分散劑(德國畢克化學公司 BI-161)0.4 ；流平劑(德國畢克化學公司BI-333)0.5 ；消泡劑(德國畢克化學公司 BYK-052)0. 3 ；其余為二甲苯。然后，在300°C下固化30-40min，取出，涂層制備完畢，涂層的厚度為9 11 μ m，涂層總厚度在15 19μπι。用此方法制備的雙層涂層結合力好，涂層致密，耐中性鹽霧1200h不銹蝕。實施例3 首先，準備樣品，將釹鐵硼(50mmX50mmX5mm)在堿性除油液中進行除油，之后用大量的水進行清洗，然后在酸性除銹液中進行除銹，大量水洗干燥后，用150#砂紙進行打磨，再用600#砂紙進行打磨，之后用酒精把釹鐵硼表面擦拭干凈。除油液由氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸三鈉、硅酸鈉、0P-10乳化劑混合而成，各組分的含量如下氫氧化鈉10g/L ；碳酸鈉50g/L ；磷酸三鈉60g/L ；硅酸鈉7g/L ；OP-IO乳化劑3g/ L ；其余為水。除銹液由鹽酸、硝酸混合而成，各組分的含量如下
鹽酸8g/L ；硝酸60g/L ；其余為水。然后，對釹鐵硼進行活化40秒(活化液由如下組分均勻混合而成水楊酸15g/L， 氟化氫氨12g/L，其余為水)，超聲波清洗，電鍍鋅厚度為7 9 μ m。將表面有鍍鋅的釹鐵硼樣品涂覆一層有機鈦涂料，按重量百分比計，本實施例有機鈦涂料由如下組分均勻混合而成聚氨酯樹脂10 ；丙烯酸樹脂30 ；鈦粉8 ；分散劑(德國畢克化學公司BI-110)0. 5 ； 流平劑(德國畢克化學公司BI-331)0.3 ；消泡劑(德國畢克化學公司BI-141)0.2;其余
為乙二醇甲醚。然后，在120°C下固化20-40min，取出，涂層制備完畢，涂層的厚度為5 10 μ m，涂層總厚度在12 19μπι。用此方法制備的雙層涂層結合力好，涂層致密，耐中性鹽霧IOOOh不銹蝕。實施例4 首先，準備樣品，將釹鐵硼(50mmX50mmX5mm)在堿性除油液中進行除油，之后用大量的水進行清洗，然后在酸性除銹液中進行除銹，大量水洗干燥后，用150#砂紙進行打磨，再用600#砂紙進行打磨，之后用酒精把釹鐵硼表面擦拭干凈。除油液由氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸三鈉、硅酸鈉、0P-10乳化劑混合而成，各組分的含量如下氫氧化鈉5g/L ；碳酸鈉65g/L ；磷酸三鈉80g/L ；硅酸鈉10g/L ；OP-IO乳化劑 0. 7g/L;其余為水。除銹液由鹽酸、硝酸混合而成，各組分的含量如下鹽酸3g/L ；硝酸75g/L ；其余為水。然后，對釹鐵硼進行活化40秒(活化液由如下組分均勻混合而成水楊酸15g/L， 氟化氫氨12g/L，其余為水)，超聲波清洗，電鍍鋅厚度為9 10 μ m。將表面有鍍鋅的釹鐵硼樣品涂覆一層有機鋁、二氧化硅涂料，按重量百分比計，本實施例有機鋁、二氧化硅涂料由如下組分均勻混合而成氟碳樹脂20 ；招粉19 ；二氧化硅3 ；分散劑(德國畢克化學公司BI_163)0. 6 ；流平劑(德國畢克化學公司BI-310)0. 2 ；消泡劑(德國畢克化學公司BI-052)0. 3 ；其余為甲醇。然后，在100°C下固化20-30min，取出，涂層制備完畢，涂層的厚度為7 12 μ m，涂層總厚度在16 22μπι。用此方法制備的雙層涂層結合力好，涂層致密，耐中性鹽霧1300h不銹蝕。實施例5 首先，準備樣品，將釹鐵硼(50mmX50mmX5mm)在堿性除油液中進行除油，之后用大量的水進行清洗，然后在酸性除銹液中進行除銹，大量水洗干燥后，用150#砂紙進行打磨，再用600#砂紙進行打磨，之后用酒精把釹鐵硼表面擦拭干凈。除油液由氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸三鈉、硅酸鈉、0P-10乳化劑混合而成，各組分的含量如下氫氧化鈉8g/L ；碳酸鈉65g/L ；磷酸三鈉85g/L ；硅酸鈉9g/L ；OP-IO乳化劑0. 5g/ L ；其余為水。
除銹液由鹽酸、硝酸混合而成，各組分的含量如下鹽酸5g/L ；硝酸60g/L ；其余為水。然后，對釹鐵硼進行活化40秒(活化液由如下組分均勻混合而成水楊酸15g/L， 氟化氫氨12g/L，其余為水)，超聲波清洗，電鍍鋅厚度為5 7 μ m。將表面有鍍鋅的釹鐵硼樣品涂覆一層有機鋁、氧化鋁涂料，按重量百分比計，本實施例有機鋁、氧化鋁涂料由如下組分均勻混合而成環(huán)氧樹脂15 ；聚氨酯樹脂10 ；鋁粉15 ；氧化鋁粉5 ；分散劑(德國畢克化學公司BI-161)0.4 ；流平劑(德國畢克化學公司BI-323)0.3 ；消泡劑(德國畢克化學公司 BYK-141)0. 3 ；其余為二甲苯。然后，在190°C下固化10-30min，取出，涂層制備完畢，涂層的厚度為6 12 μ m，涂層總厚度在12 19μπι。用此方法制備的雙層涂層結合力好，涂層致密，耐中性鹽霧IOOOh不銹蝕。實施例6 首先，準備樣品，將釹鐵硼(50mmX50mmX5mm)在堿性除油液中進行除油，之后用大量的水進行清洗，然后在酸性除銹液中進行除銹，大量水洗干燥后，用150#砂紙進行打磨，再用600#砂紙進行打磨，之后用酒精把釹鐵硼表面擦拭干凈。除油液由氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸三鈉、硅酸鈉、0P-10乳化劑混合而成，各組分的含量如下氫氧化鈉7g/L ；碳酸鈉30g/L ；磷酸三鈉55g/L ；硅酸鈉13g/L ；OP-IO乳化劑 0. 9g/L;其余為水。除銹液由鹽酸、硝酸混合而成，各組分的含量如下鹽酸6g/L ；硝酸75g/L ；其余為水。然后，對釹鐵硼進行活化40秒(活化液由如下組分均勻混合而成水楊酸15g/L， 氟化氫氨12g/L，其余為水)，超聲波清洗，電鍍鋅厚度為6 9 μ m。將表面有鍍鋅的釹鐵硼樣品涂覆一層有機鋁、鈦涂料，按重量百分比計，本實施例有機鋁、鈦涂料由如下組分均勻混合而成聚氨酯樹脂25 ；鋁粉10 ；鈦粉10 ；分散劑(德國畢克化學公司BI_110)0. 5 ；流平劑(德國畢克化學公司BI-310)0. 5 ；消泡劑(德國畢克化學公司BI-052)0. 5 ；其余為丙
二醇丁醚。然后，在180°C下固化30-40min，取出，涂層制備完畢，涂層的厚度為4 8μ m，涂層總厚度在10 17μπι。用此方法制備的雙層涂層結合力好，涂層致密，耐中性鹽霧900h不銹蝕。實施例7:首先，準備樣品，將釹鐵硼(50mmX50mmX5mm)在堿性除油液中進行除油，之后用大量的水進行清洗，然后在酸性除銹液中進行除銹，大量水洗干燥后，用150#砂紙進行打磨，再用600#砂紙進行打磨，之后用酒精把釹鐵硼表面擦拭干凈。除油液由氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸三鈉、硅酸鈉、0P-10乳化劑混合而成，各組分的含量如下氫氧化鈉13g/L ；碳酸鈉70g/L ；磷酸三鈉55g/L ；硅酸鈉6g/L ；OP-IO乳化劑2g/
7L ；其余為水。除銹液由鹽酸、硝酸混合而成，各組分的含量如下鹽酸4g/L ；硝酸70g/L ；其余為水。然后，對釹鐵硼進行活化40秒(活化液由如下組分均勻混合而成水楊酸15g/L， 氟化氫氨12g/L，其余為水)，超聲波清洗，電鍍鋅厚度為8 10 μ m。將表面有鍍鋅的釹鐵硼樣品涂覆一層有機鋁、鐵鈦涂料，按重量百分比計，本實施例有機鋁、鐵鈦涂料由如下組分均勻混合而成環(huán)氧樹脂10 ；丙烯酸樹脂20 ；鋁粉15 ；鐵鈦粉5 ；分散劑(德國畢克化學公司 BYK-110) 0. 4 ；流平劑(德國畢克化學公司BI-333) 0. 4 ；消泡劑(德國畢克化學公司 BYK-141)0. 2 ；其余為甲醇和乙二醇丁醚混合物(甲醇20、乙二醇丁醚28)。然后，在220°C下固化30-40min，取出，涂層制備完畢，涂層的厚度為10 15μπι， 涂層總厚度在18 25μπι。用此方法制備的雙層涂層結合力好，涂層致密，耐中性鹽霧1500h不銹蝕。
權利要求
1.一種釹鐵硼磁體材料表面鍍鋅/有機涂層雙層防護的方法，其特征是，首先，對釹鐵硼除油、除銹、砂紙打磨；然后，將釹鐵硼進行鍍鋅處理；之后，再涂覆一層有機涂料，形成有機涂層。
2.按照權利要求1所述的釹鐵硼磁體材料表面鍍鋅/有機涂層雙層防護的方法，其特征是，除油液由氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸三鈉、硅酸鈉、0P-10乳化劑混合而成，各組分的含量如下氫氧化鈉3 15g/L ；碳酸鈉20 80g/L ；磷酸三鈉50 100g/L ；硅酸鈉5 15g/L ； 0P-10乳化劑0. 2 3g/L ；其余為水。
3.按照權利要求1所述的釹鐵硼磁體材料表面鍍鋅/有機涂層雙層防護的方法，其特征是，除銹液由鹽酸、硝酸混合而成，各組分的含量如下鹽酸2 10g/L ；硝酸20 80g/L ；其余為水。
4.按照權利要求1所述的釹鐵硼磁體材料表面鍍鋅/有機涂層雙層防護的方法，其特征是，砂紙打磨先用150#粗磨，再用600#砂紙打磨。
5.按照權利要求1所述的釹鐵硼磁體材料表面鍍鋅/有機涂層雙層防護的方法，其特征是，其特征是，按重量百分比計，有機涂料的組成和含量范圍如下樹脂10 60 ；填料3 25 ；助劑0. 3 3 ；其余為溶劑。
6.按照權利要求5所述的釹鐵硼磁體材料表面鍍鋅/有機涂層雙層防護的方法，其特征是，有機涂料填料為鋁粉、鈦粉、鋅粉、二氧化硅、氧化鋁、氧化鋅、鐵鈦粉、氧化鐵紅、銅粉中的一種或一種以上無機填料。
7.按照權利要求5所述的釹鐵硼磁體材料表面鍍鋅/有機涂層雙層防護的方法，其特征是，有機涂料樹脂為環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、氟碳樹脂、聚氨酯樹脂中的一種或一種以上。
8.按照權利要求5所述的釹鐵硼磁體材料表面鍍鋅/有機涂層雙層防護的方法，其特征是，溶劑為二甲苯、乙二醇醚類、丙二醇、丙二醇醚類、甲醇、乙醇、乙二醇脂類、丙二醇脂類中的一種或一種以上。
9.按照權利要求1所述的釹鐵硼磁體材料表面鍍鋅/有機涂層雙層防護的方法，其特征是，鍍鋅層的厚度為5 20 μ m，有機涂層的厚度為3 15 μ m。
全文摘要
本發(fā)明涉及釹鐵硼磁體材料的表面防護技術，具體為一種釹鐵硼磁體材料表面鍍鋅/有機涂層雙層防護的方法。首先，對釹鐵硼除油、除銹、砂紙打磨；然后，將釹鐵硼進行鍍鋅處理；之后，再涂覆一層有機涂料，形成有機涂層。本發(fā)明針對目前電鍍、化學鍍、有機涂層等一些單層表面防護的防腐性能差問題，采用鍍鋅/有機涂層雙層防護的表面處理技術，解決了釹鐵硼在應用上的限制，且在保證涂層與基體的結合力、磁性能不受影響的前提下，較大程度的提高涂層的耐中性鹽霧腐蝕性能。
文檔編號C23C28/00GK102418097SQ20111040594
公開日2012年4月18日 申請日期2011年12月8日 優(yōu)先權日2011年12月8日
發(fā)明者嚴川偉, 劉建國, 李慶鵬 申請人:中國科學院金屬研究所