[發明專利]一種采用爆炸噴涂在燒結NdFeB表面制備Al涂層的方法

有效

• 申請號: 201410361184.4
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN104120377B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 周春根;馬吉昭;劉曉芳
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: C23C4/08
• 分類號: C23C4/08;C23C4/126
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所11121
• 代理人: 李有浩

技術領域

本發明涉及一種采用爆炸噴涂工藝在燒結NdFeB表面制備微米級Al涂層的方法。

背景技術

燒結NdFeB是迄今為止磁性最強的永磁材料，廣泛地應用于電子、機電、儀表和醫療等諸多領域，是當今世界上發展最快，市場前景最好的永磁材料。但是燒結NdFeB材料的一個最明顯的缺點是耐腐蝕性差，從而大大地限制了這類磁體在高溫和潮濕等環境中的應用。

爆炸噴涂(detonation?flame?spraying)是以瞬間釋放的高能量(爆炸能量)形成的熱能將噴涂材料加熱熔融，并使其加速而沉積到工件表面形成涂層的熱噴涂工藝方法。爆炸噴涂的原理圖如圖1所示。

目前，提高NdFeB材料耐蝕性能的途徑有合金化法和表面防護涂層法兩種。NdFeB磁體的表面防腐蝕涂層主要有金屬涂層、有機涂層和復合涂層。工業應用中較為廣泛的為電鍍Ni、Zn、Cu，化學鍍Ni-P合金，離子鍍Al，PVD鍍TiN等。研究表明，純Al鍍層具有較好的防腐蝕性能，并在鍍層與基體之間的界面上存在一個較窄的成分過渡區，提高了鍍層/基體的結合強度，同時滿足耐腐蝕、顏色、耐磨損、電絕緣等性能要求，因而具有良好的發展前景。但是現有的Al涂層技術仍存在著一些不足：均勻性差、結合力低、裂紋較高；且工藝復雜，成本較高；值得注意的是，電鍍、化學鍍和電泳等過程所遺留下來的廢液中含有大量有毒物質，而且很難凈化，其排放對生態環境十分不利。這一系列問題的解決，將有賴于新的Al涂層工藝的開發。

發明內容

本發明的目的是采用爆炸噴涂的方法在燒結NdFeB表面制備純鋁相的微米級Al涂層。該方法制備的Al涂層在鹽溶液中形成Al₂O₃氧化膜層，能夠有效提高燒結NdFeB基體的耐蝕性能。

本發明提出的一種采用爆炸噴涂在燒結NdFeB表面制備Al涂層的方法，其特征在于包括有下列步驟：

第一步：基體前處理

(A)采用未充磁的燒結NdFeB作為基體材料，硬度Hv＝6.20，密度D為7.5～7.6；

將基體置于質量分數為99.7％的酒精中進行超聲清洗以除油，超聲頻率為30～50KHz的條件下，超聲清洗5～10?min后，自然涼干得到第一基體；

(B)對第一基體進行噴砂處理，得到粗糙度Ra＝3～3.5的第二基體；

第二步：采用爆炸噴涂制備Al涂層

爆炸噴涂材料是粒度為300～400目的鋁，所述鋁的質量百分比純度為99.99％；

將爆炸噴涂材料裝入氣體爆炸噴涂設備中；

將第二基體安裝在夾具上；

調節氣體爆炸噴涂工藝參數：氧和乙炔的氣體流量比為1.0～1.3:1，工作頻率為4～6次/秒，噴涂距離為100～140mm，炮口直徑為20～25mm，N₂送粉率為0.3～0.6克/秒，噴涂材料表面升溫為100～200℃；制得16～20微米的Al涂層在燒結NdFeB表面。

本發明采用爆炸噴涂工藝制備Al涂層的優點在于：本發明方法制備的Al涂層與基體結合良好，涂層致密，厚度均勻，表面孔隙率低，僅為0.83％。在電化學測試研究中表明，在3.5wt％NaCl溶液中的腐蝕電流密度為1.301×10^-5?A/cm²，僅為NdFeB基體的1/5，且在浸泡過程中不斷形成Al₂O₃氧化膜層，可以有效保護燒結NdFeB基體，提高其耐蝕性。

附圖說明

圖1是爆炸噴涂的原理圖。

圖2是經實施例1方法在燒結NdFeB表面制得的Al涂層的截面形貌SEM圖。

圖3是經實施例1方法在燒結NdFeB表面制得的Al涂層與Al粉的XRD圖譜對比。

圖4是經實施例1方法在燒結NdFeB表面制得的Al涂層及N35在鹽溶液中的動電位極化曲線對比。

圖5是經實施例1方法在燒結NdFeB表面制得的Al涂層和N35在鹽溶液中的奈奎斯特圖對比。

具體實施方式

下面將結合附圖和實施例對本發明做進一步的詳細說明。

本發明是一種采用爆炸噴涂在燒結NdFeB表面制備Al涂層的方法，包括有下列步驟：

第一步：基體前處理

(A)采用未充磁的燒結NdFeB(N35)作為基體材料，硬度Hv＝6.20，密度D為7.5～7.6；