專利名稱：燒結(jié)釹鐵硼永磁體表面鎳磷合金鍍層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬材料表面化學(xué)處理領(lǐng)域，特別是一種耐腐蝕的化學(xué)鍍鎳磷合金鍍層的制備方法。
背景技術(shù)：
燒結(jié)釹鐵硼永磁體有“磁王”之稱，其具有較高的矯頑力、磁化強(qiáng)度和磁能積，而且還具有能耗低、密度小、機(jī)械強(qiáng)度高、磁損耗低等優(yōu)點(diǎn)，釹鐵硼永磁體可廣泛應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)、 磁共振成像、計(jì)算機(jī)、磁分離等領(lǐng)域。但釹鐵硼永磁體的居里溫度和工作溫度較低，其在環(huán)境介質(zhì)中容易被氧化和腐蝕，從而導(dǎo)致了其磁性能急劇下降，從而限制了其應(yīng)用。晶間腐蝕是釹鐵硼永磁體在濕熱的環(huán)境下主要的腐蝕方式，“相選擇性”的腐蝕過(guò)程為磁體的典型腐蝕過(guò)程，磁體合金中富釹相首先發(fā)生腐蝕，然后主相Ndfe14B相繼而發(fā)生全面腐蝕，富釹相溶解使合金中主相晶粒之間的晶界消失，致使主相晶粒脫落。此外，由于磁體各相在腐蝕介質(zhì)中的腐蝕電位不同，因而磁體中的富釹相和富硼相成為腐蝕電池的陽(yáng)極，而主相NdJe14B相則成為腐蝕電池的陰極，形成了“大陰極、小陽(yáng)極”腐蝕微電池結(jié)構(gòu)，加劇了磁體的電化學(xué)腐蝕。燒結(jié)釹鐵硼永磁體腐蝕性差已制約了其在各行業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用， 采取適宜的措施來(lái)減緩和消除其腐蝕，已成為急需解決的課題。迄今，在釹鐵硼永磁體腐蝕與防護(hù)研究方面，已開(kāi)展了許多工作，如在制粉過(guò)程中盡量減輕粉末的氧化、添加合金元素，以及對(duì)塊狀磁體的表面開(kāi)展涂層涂覆保護(hù)等。減緩粉末的氧化能較好地提高磁體性能，但會(huì)對(duì)制粉工藝提出了更高的要求；添加合金元素雖能提高磁體的耐蝕性，但往往會(huì)改變晶體的顯微結(jié)構(gòu)，弱化釹鐵硼永磁體的性能，合金化不能從根本上解決磁體的腐蝕難題。目前，燒結(jié)釹鐵硼永磁體的防護(hù)主要采取表面涂裝防護(hù)涂層的方法，即通過(guò)鍍層或涂層阻止空氣、水以及其他腐蝕性物質(zhì)向磁體內(nèi)部滲透，以提高磁體的抗腐蝕性能。用于燒結(jié)釹鐵硼永磁體的防護(hù)涂層主要有金屬鍍層、聚合物涂層和復(fù)合涂層等。采用電鍍、化學(xué)鍍或物理氣相沉積法將Ni、Cr、Zn等金屬，Ni-P, TiN等金屬鍍層鍍覆于燒結(jié)釹鐵硼永磁體表面，可起到保護(hù)磁體的作用。電鍍鎳工藝能夠得到較厚的防護(hù)涂層，并且其成本相對(duì)低廉，但該技術(shù)也存在自身缺陷，如施鍍過(guò)程中存在邊角效應(yīng)，鍍件上各部分鍍層厚度不均、 鍍層缺陷較多，鍍層孔隙率較大；電鍍鋅工藝具有成本低、工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)易操控的優(yōu)點(diǎn)，通常環(huán)境條件下皆可考慮使用，但其鍍層在較惡劣環(huán)境下使用時(shí)壽命會(huì)顯著下降；化學(xué)鍍鎳具有良好的防護(hù)性能，且特別適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的構(gòu)件。應(yīng)用聚合物防護(hù)涂層可實(shí)現(xiàn)在較嚴(yán)重的腐蝕環(huán)境下對(duì)磁體的有效保護(hù)。當(dāng)應(yīng)用環(huán)境要求對(duì)磁體表面進(jìn)行電絕緣時(shí)，聚合物涂層也是比較理想的選擇。用于釹鐵硼永磁體防腐的聚合物涂層的材料主要是樹(shù)脂類(lèi)，如環(huán)氧樹(shù)脂。在某些情況下，需要釹鐵硼永磁體在惡劣的環(huán)境中工作，這時(shí)單一涂層不能滿足對(duì)磁體的防護(hù)要求，可考慮采用兩種或兩種以上涂層，在磁體表面形成多防護(hù)體系。但以上技術(shù)并不能實(shí)現(xiàn)對(duì)燒結(jié)釹鐵硼永磁體的長(zhǎng)期保護(hù)。在眾多防腐涂層中，Ni-P化學(xué)鍍層具有良好的耐腐蝕性，已被廣泛用于多種金屬材料的防腐研究，化學(xué)鍍鎳磷合金由于優(yōu)異的耐蝕性而被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)環(huán)境中，但含磷量不同的合金鍍層在不同的腐蝕介質(zhì)和環(huán)境中耐蝕性有明顯的差別，要根據(jù)具體應(yīng)用條件而定。通常情況下，Ni-P鍍層在氧化性介質(zhì)中的耐蝕性較差，而且長(zhǎng)期浸泡在氯化鈉溶液中的耐蝕性能亦不理想，因而以M-P防護(hù)涂層為基體，對(duì)其進(jìn)行改性，研發(fā)新型、耐蝕性能優(yōu)良的改性鎳磷鍍層具有重要意義。如將鎳磷鍍層用CrO3溶液進(jìn)行鈍化處理，能提高其抗鹽霧腐蝕性能；采用雙重鎳磷鍍層，即將高磷合金鍍層和低磷合金鍍層有效復(fù)合，能有效提高鎳磷鍍層的耐蝕性能；在鎳磷鍍層中摻雜CU、Zn、W、Cr和Re等元素，可得到耐蝕性能優(yōu)良的鎳磷多元鍍層；采用化學(xué)鍍鎳磷與各種惰性微粒共沉積，可得到功能全新的復(fù)合鍍層， 如 Ni-P_A1203、Ni-P-SiC, Ni-P-Cr2O3> Ni-P-PTFE、Ni-P-PVDF、Ni-P-石墨等復(fù)合鍍層，從而提高鎳磷合金鍍層的耐蝕性、耐磨性和潤(rùn)滑性能。化學(xué)鍍鎳磷合金鍍層對(duì)大多數(shù)合金材料而言屬于陰極保護(hù)鍍層，要確保鎳磷鍍層有優(yōu)良的耐蝕性能，必須使其在金屬合金表面上形成完整的阻擋層。鎳磷鍍層的腐蝕主要有兩種形式，一種是均勻腐蝕，另一種是在鍍層孔隙處發(fā)生點(diǎn)蝕。如果鎳磷鍍層存在孔隙或缺陷將會(huì)嚴(yán)重影響鍍層的保護(hù)效果。氯離子是水環(huán)境中主要的侵蝕性離子，其容易通過(guò)防護(hù)涂層表面向金屬基體滲透，當(dāng)其與被保護(hù)的金屬接觸時(shí)，通常會(huì)引起金屬材料的點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕和晶間腐蝕。從鎳磷合金鍍層的腐蝕防護(hù)的應(yīng)用看，其防腐蝕重點(diǎn)應(yīng)該是氯離子導(dǎo)致的局部腐蝕。目前，大多數(shù)研究還是實(shí)施鎳磷鍍層封孔處理或采用鎳磷多元合金鍍層和鎳磷復(fù)合鍍層，通過(guò)機(jī)械屏障作用抑制腐蝕介質(zhì)中侵蝕性氯離子對(duì)燒結(jié)釹鐵硼永磁體等合金金屬的破壞，并沒(méi)有從根本上消除氯離子對(duì)燒結(jié)釹鐵硼永磁體的危害，最終限制了燒結(jié)釹鐵硼永磁體在各領(lǐng)域的應(yīng)用。要從根本上消除氯離子對(duì)燒結(jié)釹鐵硼永磁體等金屬材料存在的危害，應(yīng)阻止其通過(guò)鎳磷鍍層向金屬表面遷移滲透，若在鎳磷合金鍍層表面接枝具有陽(yáng)離子選擇滲透性能的磺酸官能基團(tuán)，將抑制氯離子的選擇滲透，阻止氯離子通過(guò)鎳磷合金鍍層向金屬材料基體表面滲透，從而消除了氯離子的潛在危害，有效提高了鎳磷合金鍍層的防腐性能。有研究報(bào)道采用Y射線輻照/化學(xué)接枝技術(shù)，在Ni-P-PTFE復(fù)合鍍層中接枝磺酸和羧酸官能基團(tuán)， 抑制氯離子向鍍層內(nèi)部滲透，從而有效了提高碳鋼金屬材料的耐蝕性能。若采用該技術(shù)在燒結(jié)釹鐵硼永磁體表面接枝具有陽(yáng)離子選擇滲透性能的磺酸或羧酸官能基團(tuán)，Y射線輻照會(huì)對(duì)燒結(jié)釹鐵硼磁體的磁性能產(chǎn)生不利影響，并且化學(xué)接枝效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，有效提高燒結(jié)釹鐵硼永磁體表面鎳磷合金鍍層耐氯離子侵蝕的性能，本發(fā)明提供了一種燒結(jié)釹鐵硼永磁體表面鎳磷合金鍍層的制備方法，通過(guò)對(duì)鎳磷合金鍍層的化學(xué)改性技術(shù)，能夠有效抑制和減緩腐蝕介質(zhì)中氯離子通過(guò)鎳磷合金鍍層向釹鐵硼永磁體表面遷移滲透，有效避免磁體局部腐蝕的發(fā)生，提高鎳磷合金鍍層對(duì)燒結(jié)釹鐵硼永磁體的防護(hù)性能。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案一種燒結(jié)釹鐵硼永磁體表面鎳磷合金鍍層的制備方法，其中，包括如下步驟1)對(duì)燒結(jié)釹鐵硼永磁體表面進(jìn)行預(yù)處理；
2)在燒結(jié)釹鐵硼永磁體表面采用化學(xué)鍍制備表面摻雜聚偏氟乙烯微粒的鎳磷合金鍍層；3)對(duì)上述化學(xué)鍍鎳磷合金鍍層，采用溶液堿化/熱誘導(dǎo)化學(xué)接枝技術(shù)進(jìn)行改性， 使鎳磷合金鍍層中接枝有陽(yáng)離子選擇透過(guò)性能的磺酸官能基團(tuán)。所述步驟幻中使用的化學(xué)改性試劑包含聚偏氟乙烯、2-丙烯酰胺基-2-甲基-ι-丙烷磺酸、丙烯酰胺、亞甲基雙丙烯酰胺和過(guò)硫酸銨。用于所述步驟幻中化學(xué)鍍鎳磷合金鍍層的化學(xué)接枝改性所采用的化學(xué)改性液的配制過(guò)程為a.各個(gè)試劑的濃度為2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸80 120g/L，丙烯酰胺4 7g/L，亞甲基雙丙烯酰胺5 8g/L，過(guò)硫酸銨4 6g/L ；b.所用溶劑為去離子水或蒸餾水；c.化學(xué)改性液的配制在空氣中進(jìn)行；d.各試劑的加入順序是2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸、丙烯酰胺、亞甲基雙丙烯酰胺，過(guò)硫酸銨；其中所述化學(xué)改性液的配制過(guò)程中，溶液溫度不超過(guò)50°C。所述步驟幻中采用溶液堿化/熱誘導(dǎo)化學(xué)接枝技術(shù)制備2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸改性化學(xué)鍍鎳磷合金鍍層的步驟為a.將步驟幻中燒結(jié)釹鐵硼磁體表面制備的表面摻雜聚偏氟乙烯微粒的鎳磷合金鍍層浸泡在濃度為80g/L的氫氧化鈉溶液中，室溫浸泡15min，使所述鍍層中聚偏氟乙烯微粒表面有碳碳雙鍵生成，15min后將其取出并用去離子水清洗干凈；b.將步驟a中清洗干凈的所述鎳磷合金鍍層浸泡到化學(xué)改性液中，浸泡時(shí)間為 15 30min ；c.將經(jīng)過(guò)步驟b處理后的所述鎳磷合金鍍層從化學(xué)改性液中取出，去除其表面多余的溶液，置于加熱器中進(jìn)行熱處理，保持溫度80°C 120°C，熱處理時(shí)間為20 30min，熱處理在空氣中進(jìn)行；d.熱處理結(jié)束后，將經(jīng)過(guò)步驟c處理后的所述鎳磷合金鍍層首先用95 %的乙醇溶液室溫浸泡30min，然后用去離子水沖洗干凈，最后在80°C 120°C溫度下烘干。所述步驟1)燒結(jié)釹鐵硼永磁體表面的預(yù)處理的步驟為a.表面拋光首先依次用40#、80#、300#的砂紙對(duì)燒結(jié)釹鐵硼永磁體表面進(jìn)行打磨，然后再依次采用600#、800#和1000#水砂紙對(duì)磁體表面進(jìn)行細(xì)磨，并用去離子水清洗干凈，使其表面干凈、平整、光滑；b.表面封孔首先在去離子水中將燒結(jié)釹鐵硼永磁體煮沸5min，然后將磁體置于超聲波水浴中處理lmin，除去其表面的金屬碎屑和其他雜質(zhì)；c.表面除油除油溶液組成為磷酸鈉70g/L，碳酸鈉50g/L，氫氧化鈉10g/L，除油液PH值采用乙酸調(diào)整為9 10 ；除油液溫度控制為65°C，超聲波輔助除油時(shí)間為:3min ； 除油后的燒結(jié)釹鐵硼永磁體首先采用 65°C熱水進(jìn)行超聲波輔助清洗，然后再采用流動(dòng)冷水沖洗，保證其表面不殘留任何除油液；d.表面活化活化液的組成為硝酸120g/L，尿素10g/L，活化溫度為25°C，活化時(shí)間為4 ；活化后的燒結(jié)釹鐵硼永磁體首先采用55°C 65°C熱水清洗，然后再采用流動(dòng)冷水沖洗，保證其表面不殘留任何活化液；e.表面浸鋅鎳浸鋅鎳溶液組成為堿式碳酸鎳4g/L，氧化鋅8g/L，氫氟酸80g/ L，浸鋅鎳時(shí)間控制為60s;f.表面還原將燒結(jié)釹鐵硼永磁體從浸鋅鎳溶液取出，立即置于濃度為20g/L的次磷酸鈉溶液中進(jìn)行還原，使燒結(jié)釹鐵硼永磁體表面沉積具有催化活性的鋅、鎳微小粒子， 還原溫度為室溫，還原時(shí)間為60s。所述步驟2、在燒結(jié)釹鐵硼永磁體表面采用化學(xué)鍍制備表面摻雜聚偏氟乙烯微粒的鎳磷合金鍍層中，包括如下步驟a.化學(xué)鍍液的制備化學(xué)鍍液的組成為硫酸鎳20 30g/L，次磷酸鈉20 35g/L，乳酸10 20g/L， 檸檬酸5 8g/L，乙酸鈉4 8g/L，丁二酸4 6g/L，氟化氫銨3 7g/L，碘酸鉀8 l^iig/ L，氟碳型陽(yáng)離子表面活性劑0. 3 0. 6g/L，聚偏氟乙烯顆粒4 7g/L，聚偏氟乙烯顆粒的粒徑為0. 5 5 μ m ；首先在去離子水中將硫酸鎳、次磷酸鈉、乳酸、檸檬酸、乙酸鈉、丁二酸、氟化氫銨、 碘酸鉀溶解混合，再用氨水調(diào)整溶液的PH值為4. 6 5. 2，然后將氟碳型陽(yáng)離子表面活性劑用無(wú)水乙醇溶解，并與聚偏氟乙烯微粒攪拌混合，充分?jǐn)嚢韬?，將其緩慢加入到上述鍍液中并充分?jǐn)嚢瑁缓笫瑰円簻囟染徛咧?5°C 90°C ；b.首先將經(jīng)過(guò)步驟1)處理過(guò)的燒結(jié)釹鐵硼永磁體放置于上述步驟a)所制備的鍍液中進(jìn)行施鍍，保持鍍液溫度為85°C 90°C，90min后將燒結(jié)釹鐵硼永磁體從鍍液中取出， 先后用熱水、冷水和去離子水將其沖洗干凈，然后在80°C 120°C進(jìn)行烘干。所述燒結(jié)釹鐵硼永磁體中釹、鐵、硼元素的質(zhì)量百分含量分別為26. 7%,72. 3%和 1. 0%。所述燒結(jié)釹鐵硼永磁體可替換為碳鋼、鋁合金、鎂鋁合金之一。本發(fā)明的有益效果在于(1)本發(fā)明所采用的在燒結(jié)釹鐵硼永磁體表面鎳磷化學(xué)鍍合金鍍層中均勻接枝具有陽(yáng)離子選擇透過(guò)性能的磺酸官能基團(tuán)的溶液堿化/熱誘導(dǎo)化學(xué)接枝技術(shù)，采用聚偏氟乙烯、2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸、丙烯酰胺、亞甲基雙丙烯酰胺和過(guò)硫酸銨為主要試劑，具有操作簡(jiǎn)單、接枝均勻等優(yōu)點(diǎn)，并且提高了常規(guī)化學(xué)鍍鎳磷合金鍍層耐氯化鈉介質(zhì)腐蝕的性能，改善了鎳磷合金鍍層氯離子腐蝕的性能；(2)采用本發(fā)明所述的化學(xué)改性技術(shù)，不僅實(shí)現(xiàn)了鎳磷合金鍍層有效抑制和減緩侵蝕性氯離子的遷移滲透，而且有效消除了腐蝕介質(zhì)中氯離子對(duì)金屬材料存在的腐蝕危害，提高了鎳磷合金鍍層對(duì)燒結(jié)釹鐵硼永磁體的防護(hù)性能，拓展了燒結(jié)釹鐵硼永磁體的應(yīng)用領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方法做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例采用本發(fā)明所述的化學(xué)改性工藝，對(duì)燒結(jié)釹鐵硼永磁體表面鎳磷合金鍍層進(jìn)行耐蝕性能改良，用溶液堿化/熱誘導(dǎo)化學(xué)接枝技術(shù)，在燒結(jié)釹鐵硼永磁體表面對(duì)鎳磷化學(xué)鍍合金鍍層進(jìn)行化學(xué)改性的工藝過(guò)程，具體步驟如下(1)燒結(jié)釹鐵硼永磁體表面的預(yù)處理首先，依次用40#、80#、300#的砂紙對(duì)燒結(jié)釹鐵硼永磁體表面進(jìn)行打磨，然后再依
7次采用600#、800#和1000#水砂紙對(duì)磁體表面進(jìn)行細(xì)磨，并用去離子水清洗干凈，使其表面干凈、平整、光滑；對(duì)拋光處理后的磁體進(jìn)行表面封孔處理，首先在去離子水中煮沸5min，然后將磁體置于超聲波水浴中處理lmin，除去其表面的金屬碎屑和其他雜質(zhì)；磁體表面封孔處置后，對(duì)其進(jìn)行化學(xué)除油，除油溶液組成為磷酸鈉70g/L，碳酸鈉50g/L，氫氧化鈉10g/L，除油液pH值采用乙酸調(diào)整為9 10 ；將磁體置于除油液中，控制除油液溫度為65°C，超聲波輔助除油時(shí)間為;3min;除油后磁體首先采用55°C 65°C熱水進(jìn)行超聲波輔助清洗，然后再采用流動(dòng)冷水沖洗，保證磁體表面不殘留任何除油液；磁體除油完畢后進(jìn)行表面活化處理，活化液的組成為硝酸120g/L，尿素10g/L ；將磁體置于活化液中，活化溫度為25°C，活化時(shí)間為45s ；活化后磁體首先采用55°C 65°C熱水清洗，然后再采用流動(dòng)冷水沖洗，保證磁體表面不殘留任何活化液；活化結(jié)束后對(duì)磁體進(jìn)行浸鋅鎳處理，浸鋅鎳溶液組成為堿式碳酸鎳4g/L，氧化鋅8g/L，氫氟酸80g/L，浸鋅鎳時(shí)間控制為60s ；磁體在浸鋅鎳溶液中浸泡60s后，迅速將其從浸鋅鎳溶液取出，立即置于濃度為 20g/L的次磷酸鈉溶液中進(jìn)行還原，使磁體表面沉積具有催化活性的鋅、鎳微小粒子，還原溫度為室溫，磁體在次磷酸鈉溶液中還原處理60s后，取出用去離子水將其清洗干凈。(2)在燒結(jié)釹鐵硼永磁體表面采用化學(xué)鍍制備表面摻雜聚偏氟乙烯微粒的鎳磷合金鍍層所用化學(xué)鍍液的配制IL鍍液的配制過(guò)程為在燒杯中，將25g硫酸鎳、15g乳酸、6g檸檬酸、5g乙酸鈉、 5g丁二酸、5g氟化氫銨，IOmg碘酸鉀用去離子水或蒸餾水溶解，溶解時(shí)溫度為40°C 50°C， 待各試劑完全溶解后，將鍍液溫度冷卻至室溫；在另一燒杯中，將30g次磷酸鈉用適量的去離子水或蒸餾水在室溫下溶解；將上述兩種溶液混合，并充分?jǐn)嚢?，然后用氨水調(diào)節(jié)鍍液的PH值，使鍍液的pH值為 4. 8;將0. 4g氟碳型陽(yáng)離子表面活性劑用5mL的無(wú)水乙醇溶解，并將溶液與5g聚偏氟乙烯微粒充分混合，氟碳型陽(yáng)離子表面活性劑型號(hào)為FC-4，F(xiàn)C-4陽(yáng)離子表面活性劑可商購(gòu)，其分子結(jié)構(gòu)中含有全氟烷基長(zhǎng)鏈和季銨鹽官能基團(tuán)，可確保聚偏氟乙烯顆粒在鍍液中充分分散，有效避免聚偏氟乙烯微粒聚結(jié)成團(tuán)，為保證FC-4表面活性劑對(duì)聚偏氟乙烯微粒的充分潤(rùn)濕和分散，施鍍過(guò)程中鍍液溫度應(yīng)介于70°C 95°C之間，pH值應(yīng)介于4. 0 5. 4 之間；聚偏氟乙烯顆粒的粒徑為0. 5 μ m 5 μ m，然后將氟碳型陽(yáng)離子表面活性劑和聚偏氟乙烯顆粒的混合液緩慢加入到上述PH值為4. 8的鍍液中，磁力攪拌，使鍍液中各組分充分混合；待表面活性劑和聚偏氟乙烯微?；旌弦和耆尤牒螅瑢㈠円簻囟染徛叩?85 90 。(3)化學(xué)鍍表面摻雜聚偏氟乙烯微粒的鎳磷合金鍍層的制備將經(jīng)過(guò)步驟(1)處理過(guò)的燒結(jié)釹鐵硼永磁體迅速放置于化學(xué)鍍液中進(jìn)行施鍍，磁力攪拌，保持鍍液溫度為85°C 90°C ；90min后，將燒結(jié)釹鐵硼永磁體鍍件從鍍液中取出，先后用熱水、冷水和去離子水將其沖洗干凈，然后在80°C 120°C進(jìn)行烘干處理。
(4)化學(xué)鍍鎳磷合金鍍層的溶液堿化處理化學(xué)鍍鎳磷合金鍍層首先用超聲波清洗3 5min ；并用去離子水清洗表面，然后將其浸泡在濃度為80g/L的氫氧化鈉溶液中，室溫浸泡15min，使得鍍層中的聚偏氟乙烯微粒上有碳碳雙鍵生成。(5) 2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸化學(xué)改性液的配制1L2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸化學(xué)改性液的配制過(guò)程為將IOOg的 2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸用去離子水或蒸餾水溶解；待2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸完全溶解后，依次將5g丙烯酰胺、6g亞甲基雙丙烯酰胺和5g過(guò)硫酸銨加入到上述溶液中，攪拌充分溶解，使其充分混合；化學(xué)改性液的配制過(guò)程中，要確保溶液溫度不能超過(guò)50°C。(6) 2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸改性鎳磷化學(xué)鍍合金鍍層的制備將步驟中經(jīng)過(guò)氫氧化鈉溶液堿化處理后的化學(xué)鍍鎳磷合金鍍層浸泡到步驟 (5)所制備的化學(xué)改性液中，浸泡時(shí)間為25min ；25min后，將化學(xué)鍍鎳磷合金鍍層從化學(xué)改性液中取出，去除其表面多余的溶液， 置于加熱器中進(jìn)行熱處理，保持溫度80°C 120°C，熱處理時(shí)間為20 30min，熱處理在空氣中進(jìn)行；熱處理結(jié)束后，將化學(xué)鍍鎳磷合金鍍層首先用95%的乙醇溶液室溫浸泡30分鐘， 然后用去離子水沖洗干凈，最后在80°C 120°C溫度下烘干。
權(quán)利要求
1.一種燒結(jié)釹鐵硼永磁體表面鎳磷合金鍍層的制備方法，其特征在于包括如下步驟1)對(duì)燒結(jié)釹鐵硼永磁體表面進(jìn)行預(yù)處理；2)在燒結(jié)釹鐵硼永磁體表面采用化學(xué)鍍制備表面摻雜聚偏氟乙烯微粒的鎳磷合金鍍層；3)對(duì)上述化學(xué)鍍鎳磷合金鍍層，采用溶液堿化/熱誘導(dǎo)化學(xué)接枝技術(shù)進(jìn)行改性，使鎳磷合金鍍層中接枝有陽(yáng)離子選擇透過(guò)性能的磺酸官能基團(tuán)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟幻中使用的化學(xué)改性試劑包含聚偏氟乙烯、2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸、丙烯酰胺、亞甲基雙丙烯酰胺和過(guò)硫酸銨。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于用于所述步驟幻中化學(xué)鍍鎳磷合金鍍層的化學(xué)接枝改性所采用的化學(xué)改性液的配制過(guò)程為a.各個(gè)試劑的濃度為2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸80 120g/L，丙烯酰胺 4 7g/L，亞甲基雙丙烯酰胺5 8g/L，過(guò)硫酸銨4 6g/L ；b.所用溶劑為去離子水或蒸餾水；c.化學(xué)改性液的配制在空氣中進(jìn)行；d.各試劑的加入順序是2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸、丙烯酰胺、亞甲基雙丙烯酰胺，過(guò)硫酸銨；其中所述化學(xué)改性液的配制過(guò)程中，溶液溫度不超過(guò)50°C。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟幻中采用溶液堿化/熱誘導(dǎo)化學(xué)接枝技術(shù)制備2-丙烯酰胺基-2-甲基-ι-丙烷磺酸改性化學(xué)鍍鎳磷合金鍍層的步驟為a.將步驟幻中燒結(jié)釹鐵硼磁體表面制備的表面摻雜聚偏氟乙烯微粒的鎳磷合金鍍層浸泡在濃度為80g/L的氫氧化鈉溶液中，室溫浸泡15min，使所述鍍層中聚偏氟乙烯微粒表面有碳碳雙鍵生成，15min后將其取出并用去離子水清洗干凈；b.將步驟a中清洗干凈的所述鎳磷合金鍍層浸泡到化學(xué)改性液中，浸泡時(shí)間為15 30min ；c.將經(jīng)過(guò)步驟b處理后的所述鎳磷合金鍍層從化學(xué)改性液中取出，去除其表面多余的溶液，置于加熱器中進(jìn)行熱處理，保持溫度80°C 120°C，熱處理時(shí)間為20 30min，熱處理在空氣中進(jìn)行；d.熱處理結(jié)束后，將經(jīng)過(guò)步驟c處理后的所述鎳磷合金鍍層首先用95%的乙醇溶液室溫浸泡30min，然后用去離子水沖洗干凈，最后在80°C 120°C溫度下烘干。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟1)燒結(jié)釹鐵硼永磁體表面的預(yù)處理的步驟為a.表面拋光首先依次用40#、80#、300#的砂紙對(duì)燒結(jié)釹鐵硼永磁體表面進(jìn)行打磨，然后再依次采用600#、800#和1000#水砂紙對(duì)磁體表面進(jìn)行細(xì)磨，并用去離子水清洗干凈，使其表面干凈、平整、光滑；b.表面封孔首先在去離子水中將燒結(jié)釹鐵硼永磁體煮沸5min，然后將磁體置于超聲波水浴中處理lmin，除去其表面的金屬碎屑和其他雜質(zhì)；c.表面除油除油溶液組成為磷酸鈉70g/L，碳酸鈉50g/L，氫氧化鈉10g/L，除油液 PH值采用乙酸調(diào)整為9 10 ；除油液溫度控制為65°C，超聲波輔助除油時(shí)間為:3min ；除油后的燒結(jié)釹鐵硼永磁體首先采用 65°C熱水進(jìn)行超聲波輔助清洗，然后再采用流動(dòng)冷水沖洗，保證其表面不殘留任何除油液；d.表面活化活化液的組成為硝酸120g/L，尿素10g/L，活化溫度為25°C，活化時(shí)間為 45s ；活化后的燒結(jié)釹鐵硼永磁體首先采用55°C 65°C熱水清洗，然后再采用流動(dòng)冷水沖洗，保證其表面不殘留任何活化液；e.表面浸鋅鎳浸鋅鎳溶液組成為堿式碳酸鎳4g/L，氧化鋅8g/L，氫氟酸80g/L，浸鋅鎳時(shí)間控制為60s ；f.表面還原將燒結(jié)釹鐵硼永磁體從浸鋅鎳溶液取出，立即置于濃度為20g/L的次磷酸鈉溶液中進(jìn)行還原，使燒結(jié)釹鐵硼永磁體表面沉積具有催化活性的鋅、鎳微小粒子，還原溫度為室溫，還原時(shí)間為60s。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟2)在燒結(jié)釹鐵硼永磁體表面采用化學(xué)鍍制備表面摻雜聚偏氟乙烯微粒的鎳磷合金鍍層中，包括如下步驟a.化學(xué)鍍液的制備化學(xué)鍍液的組成為硫酸鎳20 30g/L，次磷酸鈉20 35g/L，乳酸10 20g/L，檸檬酸5 8g/L，乙酸鈉4 8g/L，丁二酸4 6g/L，氟化氫銨3 7g/L，碘酸鉀8 12mg/L, 氟碳型陽(yáng)離子表面活性劑0. 3 0. 6g/L，聚偏氟乙烯顆粒4 7g/L，聚偏氟乙烯顆粒的粒徑為0. 5 5 μ m ；首先在去離子水中將硫酸鎳、次磷酸鈉、乳酸、檸檬酸、乙酸鈉、丁二酸、氟化氫銨、碘酸鉀溶解混合，再用氨水調(diào)整溶液的PH值為4. 6 5. 2，然后將氟碳型陽(yáng)離子表面活性劑用無(wú)水乙醇溶解，并與聚偏氟乙烯微粒攪拌混合，充分?jǐn)嚢韬?，將其緩慢加入到上述鍍液中并充分?jǐn)嚢瑁缓笫瑰円簻囟染徛咧?5°C 90°C ；b.首先將經(jīng)過(guò)步驟1)處理過(guò)的燒結(jié)釹鐵硼永磁體放置于上述步驟a)所制備的鍍液中進(jìn)行施鍍，保持鍍液溫度為85°C 90°C，90min后將燒結(jié)釹鐵硼永磁體從鍍液中取出，先后用熱水、冷水和去離子水將其沖洗干凈，然后在80°C 120°C進(jìn)行烘干。
7.如權(quán)利要求1-6中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所述燒結(jié)釹鐵硼永磁體中釹、鐵、硼元素的質(zhì)量百分含量分別為^.7%、72.3%和1.0%。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述燒結(jié)釹鐵硼永磁體可替換為碳鋼、鋁合金、鏡招合金‘ ο
全文摘要
本發(fā)明涉及金屬材料表面化學(xué)處理領(lǐng)域，特別是一種耐腐蝕的化學(xué)鍍鎳磷合金鍍層的制備方法。采用聚偏氟乙烯、氟碳型陽(yáng)離子表面活性劑、2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸等試劑為原料，通過(guò)溶液堿化/熱誘導(dǎo)化學(xué)接枝技術(shù)，在化學(xué)鍍鎳磷合金鍍層中均勻接枝2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸聚合物，使鍍層表面載有具有陽(yáng)離子選擇透過(guò)性能的磺酸基團(tuán)。本發(fā)明可有效抑制和減緩了氯離子向鍍層內(nèi)部的遷移與滲透，降低了侵蝕性氯離子引起的點(diǎn)蝕、隙縫腐蝕和晶間腐蝕的發(fā)生，提高了鎳磷合金鍍層對(duì)燒結(jié)釹鐵硼永磁體的防護(hù)性能，拓展了燒結(jié)釹鐵硼永磁體在各工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。
文檔編號(hào)C23C18/18GK102400118SQ20111036747
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者居殿春, 李向陽(yáng), 林萬(wàn)舟 申請(qǐng)人:鋼鐵研究總院