[發明專利]稀土永磁粉體常溫發黑處理提高抗氧化性能的方法

在審

• 申請號: 201711202277.2
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN108220946A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 鄭精武;胡敬顯;喬梁;蔡偉;姜力強;車聲雷;李旺昌;應耀;余靚
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C23C22/68
• 分類號: C23C22/68;C23C22/42;C23C22/07;C23C22/50;B22F1/00
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務所(普通合伙) 33230
• 代理人: 曹紹文

本發明提供了一種稀土永磁粉體常溫發黑處理提高抗氧化性能的方法，所述的方法是：將稀土永磁粉體浸泡在按規定步驟配制、并含二價銅離子、絡合劑和氧化劑的常溫發黑水處理液中常溫下進行置換?氧化反應，控制不同的反應時間，反應結束后用永磁體從反應液中磁選出磁粉、然后經固液分離、蒸餾水洗滌、無水乙醇萃取、50℃低溫干燥等步驟得到表面包覆有薄而致密的氧化膜的磁粉。本發明具有工藝操作簡單、能耗低、成膜效率高、環保等特點，經過處理后的稀土永磁粉體尤其具有更優異的抗高溫氧化性能。

技術領域

本發明涉及一種利用化學發黑處理的技術在稀土永磁粉體表面包覆抗氧化層的方法，屬于粉末表面處理技術。

背景技術

包括釹鐵硼、釤鐵氮、釤鈷等稀土永磁粉體與鐵氧體相比，具有更高的最大磁能積，被廣泛利用。隨著家用電器的小型化、高功率化發展趨熱，將稀土永磁粉體與高分子材料通過注塑擠出加工方法而獲得的復合稀土永磁材料，由于其生產工藝簡單、產品尺寸精度高、一致性好等優點被廣泛應用于微電機中。注塑擠出時，需要高溫處理，特別是用聚苯硫醚作為高分子粘結劑，注塑溫度達到300℃。稀土永磁粉體含有釹、釤等高活性的稀土元素，在如此高溫且長時間的操作環境下，稀土永磁粉體很容易被持續高溫氧化，從而使復合后的磁體性能顯著降低，這大大制約了其更廣泛的應用。因而，對稀土永磁粉體在高溫下的保護成功與否是關系到該材料能否推廣應用的關鍵。

張英蘭提出用溶膠-凝膠和旋轉涂覆技術對釹鐵硼磁粉表面包覆有機硅樹脂以提高抗氧化性能（張英蘭，NdFeB磁粉表面包覆有機硅樹脂防氧化性研究，吉林大學自然科學學報，1996，Vol.8No.3，83-86），上海交通大學的孟艷等（孟艷，曹力軍，楊遠剛等，快淬Nd-Fe-B磁粉表面的包覆工藝，上海交通大學學報，2002，Vol.36No.1，55-58）和成都科技大學的劉穎等（劉穎，涂銘旌，毛獻忠，表面處理對粘結釹鐵硼永磁的抗氧化性研究，成都科技大學學報，1995，1：57－59）分別采用重鉻酸鹽鈍化工藝、硅烷耦聯劑包覆工藝、重鉻酸鹽鈍化還原工藝以及重鉻酸鹽鈍化還原-硅烷復合包覆工藝對釹鐵硼磁粉進行表面改性以防氧化研究。四川大學的楊杰等研究了先采用無水磷酸化再KH550包覆處理快淬釹鐵硼磁粉以提高抗氧化的方法（代路, 侯康, 王波, 龍盛如, 王孝軍, 楊杰,NdFeB磁粉表面抗氧化處理的研究塑料工業，2009，37（6）：60-62）。國家發明專利（CN200410017792.X）公開了一種釹鐵硼磁粉的電化學沉積包覆金屬層的方法。上述這些方法，都僅是研究釹鐵硼磁粉，而對于粉體顆粒更細，活性更高的釤鐵氮粉體沒有涉及；而且當溫度高于200℃時抗氧體效果也沒有討論，而實際上通過熱重實驗表明平均顆粒尺寸在100μm的快淬釹鐵硼磁粉處于250℃的環境下氧化會急劇增加，且在高溫下有機硅或環氧樹脂等高分子膜本身的耐溫性就不夠；而重鉻酸鹽鈍化工藝，存在污染、不環保的問題。為了提高鋼材的抗氧化性能，常用方法是通過發藍或發黑工藝生成一層致密且薄的氧化膜，從而在高溫下隔絕氧氣與鋼材的接觸從而達到抗氧化目的。如專利CN102899654A提供的發藍工藝在鋼鐵表面生成一層氧化膜從而提高抗氧化性。但傳統發藍工藝是以氫氧化鈉為反應介質，反應溫度高，達到110～130℃，同時氫氧化鈉濃度高，達到200g/L，因此產生很大的堿霧，污染環境；生成的氧化膜厚度不好控制；由于生成的氧化膜主要成分是軟磁性的Fe3O4，如果稀土永磁粉體采用傳統的發藍工藝就會使稀土永磁粉體的性能降低，影響其磁性能；而為了克服高溫發黑存在的問題，以亞硒酸為主要成分的常溫發黑技術被提出來，但硒酸鹽具有較大毒性，更加不環保。因此我們分別針對目前稀土永磁粉體以硅烷膜表面包覆工藝不耐高溫，以發藍處理工藝不環保、能耗高的問題，通過多次實驗探究與理論結合，發明了一種新的常溫發黑工藝，該方法通過置換-氧化反應，在稀土磁粉表面生成一層致密的銅氧化膜，反應條件溫和，只需在常溫下通過控制反應時間以及濃度就能在稀土永磁粉體表面生成一種薄而致密的氧化膜，從而提高磁粉高溫抗氧化能力的方法，同時不污染環境，取得了很好的效果。

發明內容

為解決現有技術中磁粉在抗高溫氧化方面的不足，本發明提供了一種操作簡單的常溫發黑工藝，以提高磁粉的高溫抗氧化性能。