專利名稱：釹鐵硼永磁材料電鍍鋁的有機(jī)溶液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非水溶液電鍍，特別涉及釹鐵硼稀土永磁材料電鍍鋁的有機(jī)溶液。
發(fā)明的技術(shù)背景釹鐵硼稀土永磁材料是80年代初發(fā)展起來的第三代稀土粉末冶金材料。它的發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了稀土永磁材料的新紀(jì)元，但是此材料中活潑的稀土元素釹決定了其低的耐蝕性，嚴(yán)重影響其服役性能，而必須對其進(jìn)行表面防護(hù)處理。電鍍、電泳因其成本低、效率高、適應(yīng)面廣、操作簡單等特點(diǎn)，一直在釹鐵硼表面防護(hù)處理中占有主導(dǎo)地位。例如釹鐵硼稀土永磁材料上電鍍鎳已廣泛使用，取得一定效果。但其目前采用的均為水溶液的鍍液，容易進(jìn)入這種粉末冶金材料的微孔中，使鍍層易從基體上剝落，以致實(shí)際上不能滿足用戶的高要求。
金屬鋁具有許多突出的特點(diǎn)，是一極好的表面保護(hù)材料?，F(xiàn)有的真空鍍鋁設(shè)備復(fù)雜、價(jià)昂，操作既不簡單，效率也很低，不能適應(yīng)釹鐵硼稀土永磁材料防護(hù)的需要。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于提出一種不采用水溶液、又較經(jīng)濟(jì)、簡便的釹鐵硼稀土永磁材料防護(hù)技術(shù)。
發(fā)明方案為達(dá)到本發(fā)明的目的，本發(fā)明提出了一種釹鐵硼稀土永磁材料電鍍鋁的有機(jī)溶液，其組成為，30～80(克分子)％的鹵化鋁，20～60(克分子)％含氮雜環(huán)鹵化鎓鹽，10～50(克分子)％的有機(jī)溶劑，0.005～0.05(克分子)％有機(jī)添加劑和0.003～0.05(克分子)％無機(jī)添加劑。其無水鹵化物如氯化鋁、溴化鋁；其含氮雜環(huán)鹵化鎓鹽可在1-甲基-3-芐基溴化咪唑，1，3-雙甲基溴化咪唑，1-甲基-2-乙基溴化吡啶、1-正丁基-2-甲基氯化吡啶、1-甲基-3-乙基氯化咪唑和1-甲基-3-乙基溴化咪唑中選取。在上述化合物中，1-正丁基-2-甲基氯化吡啶、1-甲基-3-乙基氯化咪唑和1-甲基-3-乙基溴化咪唑更合適。它們的合成較簡單，具有較高的電導(dǎo)率。其中的有機(jī)溶劑可以為苯、甲苯、二甲苯、乙苯、甲乙苯、四氫呋喃。
鍍液中的有機(jī)添加劑是為了使鍍層光亮致密，防止表面形成枝晶和粉末狀物質(zhì)，起整平劑的作用。可供選擇的化合物如下氨基吡啶、氨基嘧啶、嘧啶、二苯甲酮、噻吩、硫脲、三甲基氯硅烷、糖精、萘胺、對氨基苯磺酸。
無機(jī)添加劑主要是堿金屬和堿土金屬的鹵化物和一種稀土元素的鹵化物。這些鹵化物主要起整平作用，獲得平整的鍍層。可選擇如下物質(zhì)LiCl、KCl、NaCl、CsCl、MgCl2、BaCl2、CaCl2、AgCl、SnCl2、稀土氯化物及相應(yīng)的溴化物。
釹鐵硼稀土永磁材料表面要用中性或弱堿性的水性除油劑除油，也可用有機(jī)溶劑除油，還可以用300℃高溫焙燒除油。使用水性除油溶液除油后，要干燥除去其表面的水分和微孔中夾藏的水分。
除油之后，還應(yīng)用酸洗或物理方法去除表面氧化銹蝕產(chǎn)物或高溫除油時(shí)形成的氧化物，以獲得潔凈而具有活性的表面。在酸洗除銹或氧化物后要采用弱堿如小蘇打、硼砂等中和表面的殘酸，之后還得干燥以免表面殘存水分引起銹蝕。因此其前處理最佳的方法是用非水的有機(jī)溶劑除油和高溫除油，再用物理方法除去銹和氧化皮。如使用噴砂或噴鋼丸除去表面的銹蝕或氧化皮，則可以避免水分帶入后面的鍍槽中影響質(zhì)量。
將制備好的鋁鹽有機(jī)溶融體置于無水無氧的室溫環(huán)境中，把前處理好的釹鐵硼稀土永磁材料試樣放置其中，接于直流電源的負(fù)極作為陰極，純鋁板或棒放置在釹鐵硼稀土永磁材料的左右或前后，并與直流電源的正極相連，構(gòu)成陰、陽回路。調(diào)節(jié)直流電源的輸出電流，使流過的電流大小適合，便可獲得結(jié)合力良好、鍍層致密的鋁鍍層。釹鐵硼稀土永磁材料可以用掛架固定好后也可以用一個(gè)電鍍滾桶裝好后放入鋁鹽的有機(jī)溶融體中，而且，在放入電沉積有機(jī)鋁鹽溶液之前最好進(jìn)行一至兩道的電解處理，以延長鍍液的使用壽命。
在進(jìn)行電鍍操作時(shí)，可用直流電源或脈沖電源。電流密度為0.01～50A/dm2。鍍液溫度在20～100℃范圍，最好確定在25～30℃左右。這樣既便于操作，也節(jié)約能源。電流密度不能超過50A/dm2，否則會變成黑灰色，粗糙的鍍層，破壞了工件的外觀。下面的實(shí)例可以更具體的說明本發(fā)明。
實(shí)例1將氯化正丁基吡啶和氯化鋁按摩爾比2∶1配制成熔鹽。在配制過程中要隔絕空氣和濕氣。將氯化鋁緩慢加入氯化正丁基吡啶中，兩種固體接觸發(fā)生反應(yīng)，放出大量的熱。為了防止氯化正丁基吡啶熱分解，用干冰或液氮冷卻熔鹽，注意溫度不能超過70℃～100℃。配制完畢，加入高純鋁粒，進(jìn)行純化處理。放置12小時(shí)～72小時(shí)，然后，加入各種添加劑。將配置好的熔鹽放入鍍槽內(nèi)。
將釹鐵硼稀土永磁材料進(jìn)行高溫焙燒除油，再噴丸處理后放入鍍槽，采用陽極為99.9％或99.99％的高純鋁板或棒。在無水、無氧的環(huán)境里，溫度30℃，施以6A/dm2的電流密度，1分鐘后，在釹鐵硼稀土永磁材料表面即形成銀白色的、結(jié)合良好、耐中性鹽霧試驗(yàn)超過200小時(shí)的金屬鋁鍍層。
實(shí)例2用溴化1-甲基-2-乙基吡啶代替實(shí)例1中的氯化正丁基吡啶，進(jìn)行對比，則出現(xiàn)良好的鋁沉積層的時(shí)間延長到2分鐘，電沉積的電壓比實(shí)例1中升高了10～～20％，鍍層色澤白度較實(shí)例1種有輕微下降，其余無明顯變化。
實(shí)例3在實(shí)例1的鍍液中添加三甲基氯硅烷，則獲得更致密的鍍層，色澤白度都較實(shí)例1的鍍層更優(yōu)。
實(shí)例4在實(shí)例1的鍍液中添加CsCl，則獲得較實(shí)例1中更平整光亮的鋁鍍層。
發(fā)明的特點(diǎn)由上可見，本發(fā)明不采用有害環(huán)境，有損鍍件服役性能和質(zhì)量的水溶液，亦不采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)昂，操作不簡單的真空鍍設(shè)備。本發(fā)明采用對環(huán)境較友好的材料，工藝較簡單，所獲得的鍍層質(zhì)量更高，性能更好。
權(quán)利要求
1.一種釹鐵硼稀土永磁材料電鍍鋁的有機(jī)溶液，其特征在于由30～80(克分子)％無水鹵化鋁，20～60(克分子)％含氮雜環(huán)鹵化鎓鹽，10～50(克分子)％的有機(jī)溶劑，0.005～0.05(克分子)％有機(jī)添加劑和0.003～0.05(克分子)％無機(jī)添加劑所組成。
2.符合權(quán)利要求1的一種釹鐵硼稀土永磁材料電鍍鋁的有機(jī)溶液，其特征在于其鹵化鋁為氯化鋁、溴化鋁。
3.符合權(quán)利要求1的一種釹鐵硼稀土永磁材料電鍍鋁的有機(jī)溶液，其特征在于其含氮雜環(huán)鹵化鎓鹽為1-甲基-3-芐基溴化咪唑，1，3-雙甲基溴化咪唑，1-甲基-2-乙基溴化吡啶、1-正丁基-2-甲基氯化吡啶、1-甲基-3-乙基氯化咪唑和1-甲基-3-乙基溴化咪唑，其中，尤以1-正丁基-2-甲基氯化吡啶，1-甲基-3-乙基氯化咪唑和1-甲基-3-乙基溴化咪唑?yàn)楦谩?br> 4.符合權(quán)利要求1的一種釹鐵硼稀土永磁材料電鍍鋁的有機(jī)溶液，其特征在于其有機(jī)溶劑為苯、甲苯、二甲苯、乙苯、甲乙苯、四氫呋喃。
5.符合權(quán)利要求1的一種釹鐵硼稀土永磁材料電鍍鋁的有機(jī)溶液，其特征在于其有機(jī)添加劑為氨基吡啶、氨基嘧啶、嘧啶、二苯甲酮、噻吩、硫脲、三甲基氯硅烷、糖精、萘胺、對氨基苯磺酸。
6.符合權(quán)利要求1的一種釹鐵硼稀土永磁材料電鍍鋁的有機(jī)溶液，其特征在于其無機(jī)添加劑為堿金屬、堿土金屬或的一種稀土金屬鹵化物。
7.符合權(quán)利要求1的一種釹鐵硼稀土永磁材料電鍍鋁的有機(jī)溶液，其特征在于其無機(jī)添加劑為氯化鋰，氯化鉀，氯化鈉，氯化鈣，氯化鎂，氯化鋇，氯化銀，氯化亞錫及其相應(yīng)的溴化物。
8.符合權(quán)利要求1的一種釹鐵硼稀土永磁材料電鍍鋁的有機(jī)溶液，其特征在于電鍍鋁在無水、無氧的室溫環(huán)境中進(jìn)行。
9.符合權(quán)利要求1的一種釹鐵硼稀土永磁材料電鍍鋁的有機(jī)溶液，其特征在于用直流電流、脈沖電流電鍍；電流密度為0.01～50A/dm2，溶液溫度20～100℃范圍，最好為25～30℃。
全文摘要
一種釹鐵硼永磁材料電鍍鋁的有機(jī)溶液由有機(jī)鹽、鹵化鋁、有機(jī)添加劑、無機(jī)添加劑組成。可獲得純度達(dá)99.9％的銀白色、光亮致密的金屬鋁鍍層，與基體結(jié)合良好，具有許多優(yōu)異特點(diǎn)和性能。
文檔編號C25D3/02GK1749440SQ20051001886
公開日2006年3月22日 申請日期2005年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月7日
發(fā)明者謝銳兵, 韓文生, 劉嵩, 倪浩明, 溫浚沂 申請人:武漢材料保護(hù)研究所