[發明專利]一種燒結NdFeB磁體金屬涂層的表面磷化鈍化方法

在審

• 申請號: 201910947704.2
• 申請日: 2019-10-08
• 公開（公告）號: CN110512186A
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 徐光青;陳婧;劉晴;張鵬杰;呂珺;李炳山;汪冬梅;孫威;劉輝;張威峰;吳玉程
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學;北京礦冶科技集團有限公司
• 主分類號: C23C14/58
• 分類號: C23C14/58;C23C14/35;C23C14/16;C23C14/24;C23C14/02
• 代理公司: 34169 合肥市道爾知識產權代理有限公司
• 代理人: 唐利<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明公開了一種燒結NdFeB磁體金屬涂層的表面磷化鈍化方法。針對燒結NdFeB磁體表面金屬Al涂層，通過高溫氣相法，以次亞磷酸鈉為磷源實現金屬涂層的表面磷化鈍化，從而提高涂層的耐蝕性能。該方法較傳統的六價鉻、三價鉻液相鈍化法具有更好的環境適應性，無重金屬離子的污水排放，并且可以在金屬涂層表面形成致密且均勻一致的磷化鈍化膜，為燒結NdFeB磁體提供更長效的腐蝕防護作用。

技術領域

本發明屬于磁性材料表面防護、耐蝕涂層領域，具體涉及一種燒結NdFeB磁體金屬涂層的表面磷化鈍化方法。

背景技術

NdFeB永磁材料以其高的磁性能和較高的性價比，廣泛應用在航空、航天、磁懸浮列車、磁醫療技術等高科技領域。我國稀土資源已探明儲量占世界總儲量的80％左右，這使稀土永磁領域競爭中位于有利地位。但是，采用粉末冶金法制備的燒結NdFeB磁體具有三相結構(主要包括：主相、富Nd相和富B相)，而且各相之間的電位差較大，尤其是富Nd相的電化學性最強，在潮濕、高溫以及電化學環境中極易被腐蝕，嚴重限制了燒結NdFeB磁體應用領域的進一步拓展。因此，必須采取措施改善燒結NdFeB磁體的耐腐蝕性能。目前工業生產中主要采用添加合金化法和表面防護處理法來提高磁體的耐蝕性能，但合金化法會在一定程度上降低磁體的磁性能，且效果不明顯。因此，工業生產中主要采用表面防護處理法在磁體表面添加防護涂層，能夠顯著提高磁體的耐蝕性能。

防護涂層是通過阻礙腐蝕介質與基體之間直接接觸來減緩磁體的腐蝕。目前，燒結NdFeB磁體表面常用的防護措施如下：電鍍、化學鍍、有機涂層、物理氣相沉積以及復合鍍層。對釹鐵硼表面用物理氣相沉積鍍鋁是釹鐵硼磁體有效的防腐蝕手段，所得鍍層呈銀白色，表面細致，與磁體有較好的結合力，耐腐蝕性能較高，具有良好的電化學保護性能。金屬涂層的表面鈍化是一種常見的提高耐蝕性能的方式，通過與六價鉻、三價鉻等鈍化劑反應，在金屬涂層表面形成一層致密的轉化膜，可有效提高其耐蝕性能。但含鉻廢液的嚴重環境污染，其應用受到限制，逐漸被其他低污染工藝所取代。

因此，開發一種燒結NdFeB磁體金屬涂層的表面磷化鈍化方法具有重要的經濟效益、社會效益和環保效益。

發明內容

本發明針對燒結NdFeB磁體表面金屬涂層耐蝕性能差及傳統鈍化工藝環境污染嚴重的問題，提供一種燒結NdFeB磁體金屬涂層的表面磷化鈍化方法。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案如下：

一種燒結NdFeB磁體金屬涂層的表面磷化鈍化方法，通過高溫氣相法，以次亞磷酸鈉為磷源實現金屬涂層表面的鈍化，具體步驟如下：

(1)樣品的前處理：將NdFeB基體用硝酸溶液酸化，清洗后超聲處理；

(2)金屬涂層的制備：將酸化后的NdFeB基體裝爐、抽真空，再進行離子清洗，對離子清洗后的NdFeB基體磁控濺射，降溫后進行真空蒸鍍，在燒結NdFeB表面制備Al涂層。

(3)金屬涂層的表面磷化鈍化：將包覆金屬涂層的NdFeB磁體和次亞磷酸鈉分別置于密封性爐內，通入惰性氣體作為載流氣，進行高溫煅燒，隨爐緩慢冷卻，完成金屬涂層的表面磷化鈍化。

優選地，步驟(1)中酸化過程采用的是濃度為3％的硝酸溶液，酸化時間為5-60s，超聲清洗時間為1-10min。

優選地，步驟(2)中離子清洗采用的是真空室內產生的氬離子，時間為10-60min。

優選地，步驟(2)中磁控濺射時間為10-60min。

優選地，步驟(2)中真空蒸鍍時間為10-60min，Al涂層厚度為15-25μm。

優選地，步驟(3)中的次亞磷酸鈉的量根據P與Al的元素比為1:100～20:100來確定。