[發(fā)明專利]燒結(jié)釹鐵硼磁體表面磁控濺射鍍覆不銹鋼防護層的方法

無效

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• 申請日: 2010-12-17
• 公開（公告）號: CN102002669A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁慶龍;范廣新;張寶慶;李強;劉寶忠
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學
• 主分類號: C23C14/16
• 分類號: C23C14/16;C23C14/35
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41117
• 代理人: 楊妙琴

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于多孔磁體的表面防護技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種燒結(jié)釹鐵硼磁體表面磁控濺射鍍覆不銹鋼防護層的方法。

背景技術(shù)：

燒結(jié)釹鐵硼磁體是經(jīng)粉末冶金燒結(jié)而成，其宏觀組織疏松，表面存在著大量的孔隙，質(zhì)量分布不均勻。其顯微組織是由多相（主要為Nd₂Fe₁₄B主相,富釹相和富硼相）組成，具有如下特征：(1)?主相Nd₂Fe₁₄B的晶粒呈多邊形；(2)?富硼相以孤立的邊塊狀、角狀或顆粒狀分布在晶界上；(3)?富釹相以三種形式存在：鑲嵌于主相晶粒邊界上的塊狀相；以薄片狀包裹主相的晶界相；分布于主相晶粒內(nèi)部的彌散的沉質(zhì)點(量較少)。在潮濕環(huán)境中，由于釹鐵硼磁體中各相的化學電位不同，形成局部腐蝕的微電池，富釹相和富硼相相對于Nd₂Fe_l4B主相來說作為陽極，會優(yōu)先發(fā)生腐蝕，由于陽極相與陰極相的體積分數(shù)差別較大，這種微電池具有小陽極大陰極的特點，少量的富釹相和富硼相作為陽極承擔了很大的腐蝕電流密度，而且它們是分布于晶界處的，從而引起富釹相、富硼相快速溶解和主相脫落，導致釹鐵硼磁性能嚴重惡化，大大限制了其應(yīng)用范圍。

改善釹鐵硼磁體耐腐蝕性能的方法有兩種：其一是在釹鐵硼磁體中添加合金元素，雖然可以提高磁體本身的耐腐蝕性能，但同時也降低了磁性能；其二是在磁體表面鍍覆各種防護性鍍層，主要方法有電鍍、陰極電泳涂覆、化學鍍、涂料涂覆、化學轉(zhuǎn)化膜等工藝。在這些（涂）鍍覆工藝過程中，為保證釹鐵硼與鍍層的良好結(jié)合和形成連續(xù)的（涂）鍍層，在施（涂）鍍前都需要使用酸堿溶液對釹鐵硼基材表面進行凈化活化處理。由于釹鐵硼磁體材料表面多孔疏松的組織特點，必然會使酸堿預處理溶液以及金屬溶液殘留在釹鐵硼磁體內(nèi)，這又為日后釹鐵硼的（電）化學腐蝕提供了“土壤”；另外，電鍍時工件作為陰極，有原子氫析出，從而引起磁體材料吸氫而粉化失效。因此必須發(fā)展新的釹鐵硼表面防護技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容：

綜上所述，為了克服現(xiàn)有技術(shù)問題的不足，本發(fā)明提供了一種燒結(jié)釹鐵硼磁體表面磁控濺射鍍覆不銹鋼防護層的方法，該方法是以釹鐵硼為基體材料，以不銹鋼為鍍材制成磁控靶，在真空條件下，利用輝光離子對不銹鋼靶進行轟擊濺射，使靶材表面原子以一定能量逸出，然后沉積在釹鐵硼基材表面上，形成均勻致密且附著力好鍍覆的防護層，避免了濕鍍過程中鍍液在多孔磁體表面的滲透及滲氫而導致的腐蝕隱患。按本發(fā)明的方法，可以在釹鐵硼基體材料表面形成耐蝕性優(yōu)良的不銹鋼鍍層，對釹鐵硼基體材料起到全面防腐的作用，從而實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的目的。?

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種燒結(jié)釹鐵硼磁體表面磁控濺射鍍覆不銹鋼防護層的方法，該方法包括以下步驟：

第一步、對釹鐵硼磁體表面進行拋光、除油處理，吹干后裝爐；

第二步、抽真空至5×10^-3-10^-1Pa，通氬氣至18～35Pa，接通直流電源甲，在釹鐵硼磁體與真空室殼體之間加上180～450伏負偏壓，通過輝光離子轟擊對釹鐵硼磁體表面進行凈化、活化預處理，清除釹鐵硼磁體表面的油膜、氧化膜，轟擊時間5～12min，然后關(guān)閉直流電源甲；

第三步、接通直流電源乙，在不銹鋼磁控濺射靶與真空室殼體之間加上350～550伏負偏壓，通過輝光離子轟擊不銹鋼磁控濺射靶，使靶材表面原子以一定能量逸出，然后沉積在釹鐵硼磁體表面上，形成均勻的鍍覆防護層，時間90～300min，由鍍層厚度而定；

第四步、關(guān)閉直流電源乙，在氬氣保護下降溫，出爐后進行拋光處理。

進一步，所述的步驟一中拋光處理是指，對釹鐵硼磁體表面待鍍部位先用1000～1200目砂布輪打磨再用棉布輪拋光，為隨后施鍍做準備，并為鍍覆完成后拋光做前期準備。

進一步，所述的步驟一中除油處理是指，用脫脂棉蘸上丙酮或酒精擦拭釹鐵硼磁體表面，用吹風機吹干，達到初步除油的目的。

進一步，所述的步驟二和三抽真空至0.005～0.5Pa，充氬后真空度18～35Pa，直流電源甲負偏壓180～450伏，轟擊時間5～12min，關(guān)閉直流電源甲后才開啟直流電源乙，直流電源乙負偏壓350～550伏，直流電源亦可一機兩用。??

進一步，所述的步驟二和三的工藝參數(shù)優(yōu)選：抽真空至0.01～0.1Pa，充氬后真空度22～30Pa，直流電源甲負偏壓250～380伏，轟擊時間6～10min，直流電源乙負偏壓380～480伏。