[發明專利]用于釹鐵硼電鍍鋅鐵合金弱酸性氯化物鍍液及制備方法

有效

• 申請號: 201410318995.6
• 申請日: 2014-07-06
• 公開（公告）號: CN104120466B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 陳小平;李拔;王向東;米豐毅;黃濤;劉芮
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院
• 主分類號: C25D3/56
• 分類號: C25D3/56
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于金屬材料的鍍覆技術領域，特別涉及一種用于釹鐵硼電鍍鋅鐵合金弱酸性氯化物鍍液及制備方法。

技術背景

燒結釹鐵硼永磁材料與其它永磁材料相比具有優異的磁性能、低廉的價格和良好的加工性能，已經成為發展速度最快的新一代永磁材料，在工業上獲得了廣泛的應用。中國是世界上最大的稀土資源國，近年來隨著裝備的引進吸收和制備工藝的提升，以釹鐵硼為代表的高端稀土永磁材料在磁性能方面已可于日本相媲美，銷售量也已于日本相同，但在磁體的耐蝕性上還存在較大差距。因此，研究釹鐵硼磁體的表面防護技術以提高其表面抗腐蝕性能，對拓寬稀土永磁材料的應用領域，提升我國釹鐵硼市場的競爭力，具有重要意義。

目前工業上應用最多的表面處理方法是電鍍鋅和鎳。其中，鍍鋅工藝價格低廉，鍍鋅層對于釹鐵硼基體是陽極性鍍層，可以起到陽極保護的作用。堿性鍍鋅層的致密性好，但鍍液的電流效率低，陰極析氫劇烈，難以在疏松多孔的釹鐵硼表面直接施鍍。因此，工業上通常采用酸性氯化鉀鍍鋅工藝，但該工藝存在結合力一般，零件易發生腐蝕和鍍液易受污染等問題。鍍鎳層對釹鐵硼基體屬于陰極性鍍層，耐蝕性能優于鍍鋅層，但對鍍層致密度的要求非常高，所以，釹鐵硼鍍鎳通常采用雙層鎳或暗鎳/銅/亮鎳等多層體系，但該體系存在電鍍工藝不穩定，鍍層會導致磁性能衰減、電鍍成本高等缺點。

綜上所述，釹鐵硼磁體對電鍍防護技術有以下要求：

(1)鍍液要具有高的電流效率；

(2)鍍液的pH不能過低或過高；

(3)鍍層的致密度要高；

(4)鍍層與基體的結合力較好；

(5)鍍層的耐蝕性好。

由于釹鐵硼材料應用范圍增大，服役環境已經延伸到西北鹽堿地、海邊等腐蝕嚴重地帶，對鍍層的耐腐蝕性提出了更高的要求。開發適合釹鐵硼基體的高耐蝕的合金鍍層是今后的一個重要發展方向。目前，最具應用前景的是鋅鐵合金體系，它與純鋅鍍層相比具有更好的耐蝕性、優良的加工性能、焊接性能及漆膜附著能力。

鋅鐵合金體系按鍍液類型可分為堿性鋅酸鹽體系、酸性硫酸鹽和氯化物體系，其中鋅酸鹽體系同純鋅鍍層的鋅酸鹽體系一樣電流效率低，不適合在釹鐵硼表面直接施鍍。有研究指出低鐵含量(約1％)的鋅鐵合金鍍層易于鈍化，且鈍化后耐蝕性能顯著提高，而硫酸鹽體系鍍層含鐵量高(＞7％)，不易于鈍化，雖然有專利(CN1362541A)報道從硫酸鹽體系電沉積低鐵含量(0.3～0.85wt％)的鋅鐵合金鍍液，但該鍍液pH＝2，在電鍍過程中會嚴重腐蝕釹鐵硼基體。氯化物鋅鐵合金體系可得到含鐵量在1％左右的致密鍍層，不但可以進行各種常規鈍化，而且鍍液電流效率高(>95％)，可用于釹鐵硼磁體電鍍，但目前的氯化物體系鍍液普遍針對于于鋼鐵、汽車鋼板等基體，如成都高新電鍍環保工程研究所的鋅鐵合金鍍液用于鋼鐵等基材上效果很好，但由于其ZF添加劑加入量過多，用于釹鐵硼則會影響鍍層與基體結合力。目前國內還沒有看到專門適用于釹鐵硼表面電沉積低鐵含量鋅鐵合金的氯化物鍍液的報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于釹鐵硼電鍍鋅鐵合金的弱酸性氯化物鍍液及制備方法，通過鍍液中各成分的配合，得到低鐵含量高耐蝕性的鋅鐵合金鍍層。

本發明電鍍液，包括：主鹽氯化鋅60～80g∕L和硫酸亞鐵5～15g∕L、導電鹽氯化鉀200～220g∕L、緩沖劑硼酸26～32g∕L、光亮劑8～16ml∕L、還原劑抗壞血酸1～2g∕L和酒石酸1～1.5g∕L、絡合劑葡萄糖酸鈉10～16g∕L和酒石酸鹽(酒石酸鈉或酒石酸鉀鈉)4～8g∕L。

其中，光亮劑由主光亮劑芐叉丙酮6～12g∕L，載體光亮劑TKZ-80100～150g∕L，輔助光亮劑苯甲酸鈉80～100g∕L，高濃度擴散劑NNO60～80g∕L，煙酸0.1～0.3g∕L，1,4-丁炔二醇1～3g∕L，十二烷基磺酸鈉1～5g∕L(，復配而成。

本發明配制弱酸性氯化物電沉積鋅鐵合金鍍液的技術方案為：先將氯化鋅、氯化鉀和硼酸與蒸餾水混合，加熱到60℃攪拌至溶解，然后用蒸餾水將酒石酸、酒石酸鹽(酒石酸鈉或酒石酸鉀鈉)、抗壞血酸、葡萄糖酸鈉、硫酸亞鐵順次加入，室溫下充分攪拌至溶解；將上述兩種溶液混合后按8～16ml∕L加入光亮劑并用蒸餾水定容至1L，最后用少量10％的氫氧化鈉溶液即可調節鍍液pH至4.5～5.8，得到弱酸性氯化物鋅鐵合金電鍍液。