專利名稱：鍍鋅后永磁材料的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑及其鈍化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑及其鈍化方法，尤其是涉及一種鍍鋅永磁材料 的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑及其鈍化方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)釹鐵硼(NdFeB)永磁材料的應(yīng)用和發(fā)展十分迅速，而能否有效防護(hù)釹鐵硼 永磁材料是關(guān)系到釹鐵硼永磁材料能否推廣應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。釹鐵硼永磁材料主要是 由稀土金屬釹、鐵和硼等元素通過(guò)粉末冶金工藝制備而成。作為目前最強(qiáng)的磁性材料，已經(jīng) 廣泛應(yīng)用于電鍍器件、機(jī)械、醫(yī)療、汽車等諸領(lǐng)域，應(yīng)用前景十分廣闊。釹鐵硼永磁材料廣泛應(yīng)用的前提是要解決好釹鐵硼永磁材料的防腐問(wèn)題。作為一 種粉末冶金工藝制備而成的多孔材料，其中的富釹相、釹鐵硼主相及邊界相很容易形成晶 間腐蝕。同時(shí)，釹鐵硼粉末合金中的稀土元素釹，性質(zhì)活潑，使整個(gè)釹鐵硼合金的耐蝕性能 變得很差，在濕熱的環(huán)境中極易生銹腐蝕，因腐蝕失效造成磁性能的下降或損壞，嚴(yán)重影響 了釹鐵硼永磁體的使用壽命，降低了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。釹鐵硼永磁材料的磁性能與 其組織結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系，其中，釹鐵硼永磁體的主相是磁體磁性能的主要來(lái)源，而富釹相 對(duì)矯頑力的貢獻(xiàn)最大。當(dāng)釹鐵硼永磁材料發(fā)生腐蝕以后，材料的磁性能將極大地被削弱。因 此，釹鐵硼永磁材料的防腐問(wèn)題一直是需要解決的主要問(wèn)題之一。目前釹鐵硼永磁材料的防腐方法有很多。其中有電鍍鎳(CN19^163、CN19^163)、 電鍍鋅(CN1421547A、CN1056133A, CN1064374、CN101173354),電鍍多層鎳、鍍銅 (CN1514889A)、磷化、電泳漆等多種方法。其中，因電鍍鋅后的永磁材料具有外觀美麗、操作 簡(jiǎn)便、成本便宜等特點(diǎn)，使得電鍍鋅成為永磁材料最常用的防腐鍍層。而對(duì)于鍍鋅層的鈍化 處理作為保護(hù)鋅層的必要手段是電鍍鋅產(chǎn)品不可缺少的后處理工藝。目前廣泛使用的常規(guī) 的鈍化方法是用六價(jià)鉻進(jìn)行鈍化，能形成致密、穩(wěn)定、耐腐蝕的鈍化膜，該鈍化方法工藝簡(jiǎn) 單、成本低、抗蝕性能好。但是六價(jià)鉻毒性高，且易致癌，對(duì)人體和環(huán)境都有嚴(yán)重危害，現(xiàn)在 已經(jīng)在各國(guó)禁止使用。因此，尋求符合環(huán)保要求的鈍化技術(shù)正成為當(dāng)務(wù)之急。公開(kāi)號(hào)為CN1064374的專利申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N鍍覆鋅和鉻酸鹽鈍化膜的鐘表步進(jìn) 馬達(dá)轉(zhuǎn)子的釹鐵硼合金磁環(huán)，并提供了制造這種磁環(huán)的電鍍方法。該方法包括用含餐具洗 滌劑和/或含水油兩親性溶劑、表面活性劑、緩蝕劑、促進(jìn)劑的清洗劑的水溶液超聲除油， 無(wú)水乙醇超聲脫水、純凈水浸泡、活化、大電流沖擊的光亮鍍鋅、稀硝酸出光、鈍化、熱水浸 泡及干燥等步驟。其中的三價(jià)鉻鈍化劑及鈍化方法是由深圳華美電鍍技術(shù)有限公司提供 的。公開(kāi)號(hào)為CN101173354的專利申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N釹鐵硼鍍鋅常溫三價(jià)鉻彩色鈍化 劑及制備方法和鈍化方法，該鈍化劑成分為Cr (NO3) 35 10g/L、Ce (NO3)3 1 3g/L、CoSO4 0. 5 4g/L，其中Cr3+ 6 12g/L，在堿性和酸性鍍鋅層上都可以使用，滾鍍及掛鍍皆可。上述專利采用三價(jià)鉻代替六價(jià)鉻，雖然達(dá)到環(huán)保和保護(hù)操作人員健康的目的，但 是在鈍化過(guò)程中，控制因素多控制范圍窄，造成了使用難度大可操作性差的缺陷，同時(shí)其鈍化后的鍍鋅永磁材料的防腐性能還有待進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種成本低、控制簡(jiǎn)單以及防腐性能優(yōu)越的鍍鋅永磁材料 的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑。根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了一種鍍鋅永磁材料的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑，其 中，所述三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑含有主成膜劑、輔助成膜劑、穩(wěn)定劑、氧化劑和表面活性劑；其 中，所述主成膜劑為三價(jià)鉻的可溶性鹽，所述輔助成膜劑為可溶性鈷鹽、可溶性鎳鹽或稀土 元素的可溶性鹽，所述穩(wěn)定劑選自氟化物、檸檬酸或草酸中的至少一種，所述氧化劑為硝酸 根離子或雙氧水，所述表面活性劑為壬基酚聚氧乙烯醚或十二烷基苯磺酸鈉。優(yōu)選地，所述三價(jià)鉻的可溶性鹽為硫酸鉻、硝酸鉻或氯化鉻。優(yōu)選地，所述可溶性鈷鹽為硫酸鈷、硝酸鈷或氯化鈷；所述可溶性鎳鹽為硫酸鎳、 硝酸鎳或氯化鎳；所述稀土元素的可溶性鹽為硝酸鈰、硫酸鈰或硝酸鑭。優(yōu)選地，所述氟化物為氟化鈉、氟化銨或氟化氫銨。優(yōu)選地，所述主成膜劑的含量為7 120g/L。優(yōu)選地，所述輔助成膜劑的含量為1 ^g/L ；進(jìn)一步優(yōu)選地，所述輔助成膜劑的 含量為2. 5 25g/L。優(yōu)選地，所述穩(wěn)定劑的含量為4 65g/L。優(yōu)選地，所述氧化劑的含量為1. 2 110. 3g/L ；優(yōu)選地，所述表面活性劑的含量為3 5g/L。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種使用上述永磁材料的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化 劑的鈍化方法，所述鈍化方法包括如下步驟(1)將鍍鋅后的永磁材料在4 6%的硝酸中出光；(2)清水沖洗出光后的永磁材料；(3)將上述沖洗后的永磁材料放入上述三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑的水溶液中，在pH為 1. 5 3. 0、溫度為10 60°C的條件下進(jìn)行鈍化；(4)將鈍化后的永磁材料放入60 80°C的熱水中老化，最后干燥。優(yōu)選地，將永磁材料在pH為1. 5 3. 0、溫度為10 60°C條件下進(jìn)行鈍化15 30秒。優(yōu)選地，所述鈍化在pH為1. 5 2. 0、溫度為20 40°C條件下進(jìn)行。優(yōu)選地，將鈍化后的永磁材料放入60 80°C的熱水中老化3 10s。本發(fā)明提供的鍍鋅永磁材料的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑及其鈍化方法，與現(xiàn)有技術(shù)相 比，具有以下有益效果1、環(huán)保通過(guò)使用不含六價(jià)鉻的鈍化劑，避免了六價(jià)鉻對(duì)環(huán)境的污染以及對(duì)操作 人員健康的損害；2、優(yōu)越的防腐性能該三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑中同時(shí)含有輔助成膜劑、穩(wěn)定 劑、氧化劑和表面活性劑，這四類物質(zhì)相互配合，使得用本發(fā)明的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑鈍化過(guò) 的永磁材料具有良好的防腐性能，特別是當(dāng)同時(shí)使用氟化物和檸檬酸作為穩(wěn)定劑時(shí)，鈍化 過(guò)的永磁材料的中性鹽霧試驗(yàn)為96小時(shí)，優(yōu)于穩(wěn)定劑僅為氟化物的情形；3、成本低本發(fā) 明提供的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑所使用物質(zhì)均為常用的化學(xué)物質(zhì)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商品化，因此具有成本低的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，利用本發(fā)明所提供的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑對(duì)永磁材料進(jìn)行鈍化時(shí)，操作時(shí)間 短，提高了鈍化效率；操作條件寬松，降低了對(duì)操作人員的要求，并提高了成品率；同時(shí)無(wú) 需在高溫條件下進(jìn)行鈍化，極大改善了工作環(huán)境。
具體實(shí)施例方式為使貴審查員能進(jìn)一步了解本發(fā)明的技術(shù)方案及其目的，現(xiàn)結(jié)合所附較佳實(shí)施例 詳細(xì)說(shuō)明如下，所說(shuō)明的較佳實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，并非限定本發(fā)明。在以下內(nèi)容中，“三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑”簡(jiǎn)稱為“鈍化劑”，即若無(wú)特別說(shuō)明，“鈍化齊U” 是指“三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑”。實(shí)施例1鈍化劑的組成如下三氯化鉻8g/L氟化鈉 5g/L硝酸6g/L0P-10 3g/L氯化鈷10g/L將鍍鋅后的永磁材料在5%的硝酸中出光，然后用清水沖洗出光后的永磁材料。按 照上述鈍化劑的組成稱取鈍化劑，并將鈍化劑溶于1升水中。將永磁材料放入上述鈍化劑 的水溶液中進(jìn)行鈍化，鈍化在PH為1. 5、溫度為60°C的條件下進(jìn)行，鈍化時(shí)間為15秒；鈍化 結(jié)束后將永磁材料放入60 80°C的熱水中老化3 10秒，最后干燥吹干。實(shí)施例2鈍化劑的組成如下三氯化鉻8g/L氟化鈉 5g/L硝酸6g/L0P-10 3g/L氯化鈷10g/L將鍍鋅后的永磁材料在5%的硝酸中出光，然后用清水沖洗出光后的永磁材料。按 照上述鈍化劑的組成稱取鈍化劑，并將鈍化劑溶于1升水中。將永磁材料放入上述鈍化劑 的水溶液中進(jìn)行鈍化，鈍化在PH為1. 5、溫度為10°C的條件下進(jìn)行，鈍化時(shí)間為25秒；鈍化 結(jié)束后將永磁材料放入60 80°C的熱水中老化3 10秒，最后干燥吹干。實(shí)施例3鈍化劑的組成如下三氯化鉻8g/L氟化鈉 5g/L硝酸6g/L0P-10 3g/L氯化鈷10g/L將鍍鋅后的永磁材料在5%的硝酸中出光，然后用清水沖洗出光后的永磁材料。按 照上述鈍化劑的組成稱取鈍化劑，并將鈍化劑溶于1升水中。將永磁材料放入上述鈍化劑 的水溶液中進(jìn)行鈍化，鈍化在PH為1. 5、溫度為30°C的條件下進(jìn)行，鈍化時(shí)間為30秒；鈍化 結(jié)束后將永磁材料放入60 80°C的熱水中老化3 10秒，最后干燥吹干。實(shí)施例4鈍化劑的組成如下
硫酸鉻7g/L氟化氨4g/,L 硫酸鈷1. 5g/L硝酸4g/,L 0P-105g/L硝酸鈰lg/,L 將鍍鋅后的永磁材料在5 %的硝·I中出光，然后用清水沖洗出光后的永磁材料。按照上述鈍化劑的組成稱取鈍化劑，并將鈍化劑溶于1升水中。將永磁材料放入上述鈍化劑 的水溶液中進(jìn)行鈍化，鈍化在PH為2. O、溫度為40°C的條件下進(jìn)行，鈍化時(shí)間為15秒；鈍化 結(jié)束后將永磁材料放入60 80°C的熱水中老化3 10秒，最后干燥吹干。實(shí)施例5鈍化劑的組成如下硝酸鉻120g/L草酸 40g/L檸檬酸 25g/L硝酸鈷20g/L十二烷基苯磺酸鈉 5g/L 硝酸鑭5g/L將鍍鋅后的永磁材料在5%的硝酸中出光，然后用清水沖洗出光后的永磁材料。按 照上述鈍化劑的組成稱取鈍化劑，并將鈍化劑溶于1升水中。將永磁材料放入上述鈍化劑 的水溶液中進(jìn)行鈍化，鈍化在PH為3. 0、溫度為35°C的條件下進(jìn)行，鈍化時(shí)間為20秒；鈍化 結(jié)束后將永磁材料放入60 80°C的熱水中老化3 10秒，最后干燥吹干。實(shí)施例6鈍化劑的組成如下硫酸鉻30g/L草酸 40g/L檸檬酸25g/L硫酸鎳25g/L雙氧水4g/L -f 二烷基苯磺酸鈉 5g/L硫酸鈰4. Og/ 升將鍍鋅后的永磁材料在5%的硝酸中出光，然后用清水沖洗出光后的永磁材料。按照上述鈍化劑的組成稱取鈍化劑，并將鈍化劑溶于1升水中。將永磁材料放入上述鈍化劑 的水溶液中進(jìn)行鈍化，鈍化在PH為2. 0、溫度為10°C的條件下進(jìn)行，鈍化時(shí)間為15秒；鈍化 結(jié)束后將永磁材料放入60 80°C的熱水中老化3 10秒，最后干燥吹干。實(shí)施例7鈍化劑的組成如下三氯化鉻8g/L 氟化氫銨 5g/L檸檬酸 10g/L 硫酸鈷 lg/L硝酸6g/L 0P-10 3g/L將鍍鋅后的永磁材料在5%的硝酸中出光，然后用清水沖洗出光后的永磁材料。按 照上述鈍化劑的組成稱取鈍化劑，并將鈍化劑溶于1升水中。將永磁材料放入上述鈍化劑 的水溶液中進(jìn)行鈍化，鈍化在PH為1.5以及常溫的條件下進(jìn)行，鈍化時(shí)間為15秒；鈍化結(jié) 束后將永磁材料放入60 80°C的熱水中老化3 10秒，最后干燥吹干。實(shí)施例8鈍化劑的組成如下三氯化鉻8g/L 氟化氨5g/L檸檬酸 15g/L 硫酸鈷6g/L
硝酸鈰2g/L 0P-10 3g/L將鍍鋅后的永磁材料在5%的硝酸中出光，然后用清水沖洗出光后的永磁材料。按 照上述鈍化劑的組成稱取鈍化劑，并將鈍化劑溶于1升水中。將永磁材料放入上述鈍化劑 的水溶液中進(jìn)行鈍化，鈍化在PH為1. 8、溫度為25°C的條件下進(jìn)行，鈍化時(shí)間為15秒；鈍化 結(jié)束后將永磁材料放入60 80°C的熱水中老化3 10秒，最后干燥吹干。實(shí)施例9鈍化劑的組成如下三氯化鉻8g/L氟化氨5g/xL檸檬酸15g/L硫酸鈷6g/xL硝酸鈰2g/LOP-IO3g/xL氯化鎳3g/L將鍍鋅后的永磁材料在5%的硝酸中出光，然后用清水沖洗出光后的永磁材料。按 照上述鈍化劑的組成稱取鈍化劑，并將鈍化劑溶于1升水中。將永磁材料放入上述鈍化劑 的水溶液中進(jìn)行鈍化，鈍化在PH為2. 8、溫度為25°C的條件下進(jìn)行，鈍化時(shí)間為觀秒；鈍化 結(jié)束后將永磁材料放入60 80°C的熱水中老化3 10秒，最后干燥吹干。實(shí)施例10鈍化劑的組成如下硫酸鉻 15g/L 氟化氫氨 5g/L檸檬酸 15g/L 硫酸鈷 4g/L硝酸鈰2g/L 0P-10 3g/L硝酸鎳5g/L將鍍鋅后的永磁材料在5%的硝酸中出光，然后用清水沖洗出光后的永磁材料。按 照上述鈍化劑的組成稱取鈍化劑，并將鈍化劑溶于1升水中。將永磁材料放入上述鈍化劑 的水溶液中進(jìn)行鈍化，鈍化在PH為3. 0、溫度為25°C的條件下進(jìn)行，鈍化時(shí)間為觀秒；鈍化 結(jié)束后將永磁材料放入60 80°C的熱水中老化3 10秒，最后干燥吹干。對(duì)比實(shí)施例1鈍化劑的組成如下三氯化鉻5g/L 鉻酐2g/L氟化鈉 5g/L 硝酸40g/L0P-10 3g/L將鍍鋅后的永磁材料在5%的硝酸中出光，然后用清水沖洗出光后的永磁材料。按 照上述鈍化劑的組成稱取鈍化劑，并將鈍化劑溶于1升水中。將永磁材料放入上述鈍化劑 的水溶液中進(jìn)行鈍化，鈍化在PH為1.5以及常溫的條件下進(jìn)行，鈍化時(shí)間為15秒；鈍化結(jié) 束后將永磁材料放入60 80°C的熱水中老化3 10秒，最后干燥。對(duì)比實(shí)施例2三氯化鉻8g/L 氟化鈉 5g/L硝酸6g/L 0P-10 3g/L將鍍鋅后的永磁材料在5%的硝酸中出光，然后用清水沖洗出光后的永磁材料。按 照上述鈍化劑的組成稱取鈍化劑，并將鈍化劑溶于1升水中。將永磁材料放入上述鈍化劑的水溶液中進(jìn)行鈍化，鈍化在PH為1. 5以及常溫的條件下進(jìn)行，鈍化時(shí)間為15秒；鈍化結(jié) 束后將永磁材料放入60 80°C的熱水中老化3 10秒，最后干燥。對(duì)實(shí)施例1 10以及對(duì)比實(shí)施例1 2所得的永磁材料樣品進(jìn)行中性鹽霧試驗(yàn)， 以檢驗(yàn)鈍化膜的抗腐蝕性能。中性鹽霧試驗(yàn)采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 6458-86上記載的方法將 5%的氯化鈉水溶液(pH為6. 5 7. 2)，在溫度為35°C 士 2°C、相對(duì)濕度大于95%的條件下， 以一定的降霧量[1 2克/(80cm2 · h)]噴灑在鈍化膜上，采用連續(xù)噴霧的方式，每24h為 一個(gè)周期。觀察鈍化膜是否出現(xiàn)腐蝕，并將出現(xiàn)腐蝕的時(shí)間記載在表1中。表1對(duì)實(shí)施例1 10以及對(duì)比實(shí)施例1 2的永磁材料樣品進(jìn)行中性鹽霧試驗(yàn) 的結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種鍍鋅永磁材料的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑，其特征在于，所述三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑含有 主成膜劑、輔助成膜劑、穩(wěn)定劑、氧化劑和表面活性劑；其中，所述主成膜劑為三價(jià)鉻的可溶 性鹽，所述輔助成膜劑選自可溶性鈷鹽、可溶性鎳鹽或稀土元素的可溶性鹽中的至少一種， 所述穩(wěn)定劑選自氟化物、檸檬酸或草酸中的至少一種，所述氧化劑為硝酸根離子或雙氧水， 所述表面活性劑為壬基酚聚氧乙烯醚或十二烷基苯磺酸鈉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑，其特征在于，所述三價(jià)鉻的可溶性鹽為 硫酸鉻、硝酸鉻或氯化鉻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑，其特征在于，所述可溶性鈷鹽為硫酸鈷、 硝酸鈷或氯化鈷；所述可溶性鎳鹽為硫酸鎳、硝酸鎳或氯化鎳；所述稀土元素的可溶性鹽 為硝酸鈰、硫酸鈰或硝酸鑭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑，其特征在于，所述氟化物為氟化鈉、氟化 銨或氟化氫銨。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑，其特征在于，所述主成膜劑的含量為7 120g/L ；所述輔助成膜劑的含量為1 ^g/L ；所述穩(wěn)定劑的含量為4 65g/L ；所述氧化 劑的含量為1. 2 110. 3g/L ；所述表面活性劑的含量為3 5g/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑，其特征在于，所述輔助成膜劑的含量為 2. 5 ^g/L。
7.一種使用權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述的鍍鋅永磁材料的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑的鈍化方 法，其特征在于，所述鈍化方法包括如下步驟(1)將鍍鋅后的永磁材料在4 6%的硝酸中出光；(2)清水沖洗出光后的永磁材料；(3)將上述沖洗后的永磁材料放入權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑的 水溶液中，在PH為1. 5 3. 0、溫度為10 60°C的條件下進(jìn)行鈍化；(4)將鈍化后的永磁材料放入60 80°C的熱水中老化，最后干燥。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鈍化方法，其特征在于，將永磁材料在pH為1.5 3.0、溫度 為10 60°C條件下進(jìn)行鈍化15 30秒。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鈍化方法，其特征在于，所述鈍化在pH為1.5 2.0、溫度為 20 40°C條件下進(jìn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鈍化方法，其特征在于，將鈍化后的永磁材料放入60 80°C的熱水中老化3 10s。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種鍍鋅永磁材料的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑及其鈍化方法，所述三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑含有主成膜劑、輔助成膜劑、穩(wěn)定劑、氧化劑和表面活性劑；其中，所述主成膜劑為三價(jià)鉻的可溶性鹽，所述穩(wěn)定劑選自氟化物、檸檬酸或草酸中的至少一種，所述輔助成膜劑選自可溶性鈷鹽、可溶性鎳鹽或稀土元素的可溶性鹽中的至少一種，所述氧化劑為硝酸根離子或雙氧水，所述表面活性劑為壬基酚聚氧乙烯醚或十二烷基苯磺酸鈉。本發(fā)明所提供的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑成本低廉，不僅不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，并且不會(huì)對(duì)操作人員的健康造成損害。
文檔編號(hào)C23C22/46GK102041497SQ20091023574
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月13日
發(fā)明者白曉剛 申請(qǐng)人:北京中科三環(huán)高技術(shù)股份有限公司, 天津三環(huán)樂(lè)喜新材料有限公司