專利名稱：一種提高釹鐵硼磁體耐蝕性能的鋅基復(fù)合涂層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及釹鐵硼磁體的表面防腐蝕領(lǐng)域，特別是一種提高釹鐵硼磁體耐蝕性能的鋅基復(fù)合涂層，其作用是提高釹鐵硼磁體表面耐腐蝕性能。
背景技術(shù)：
釹鐵硼磁體是已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的磁性能最高、應(yīng)用最廣、發(fā)展最快的新一代永磁材料，是計(jì)算機(jī)、信息通訊、航天航空、交通運(yùn)輸(汽車)、辦公自動(dòng)化、家電等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域最為重要的一種功能材料。目前我國已發(fā)展成為世界上最大的釹鐵硼磁體生產(chǎn)國。2008年我國燒結(jié)釹鐵硼磁體產(chǎn)量已占世界燒結(jié)釹鐵硼磁體總產(chǎn)量的80%左右，總產(chǎn)值達(dá) 140 200億元，帶動(dòng)相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)值1000億元以上。釹鐵硼磁體一般都是處于一定的溫度環(huán)境及介質(zhì)(氣氛)下工作，很少在真空和室溫條件下使用，因此如何保證釹鐵硼磁體在長期使用過程中保持其磁性能的穩(wěn)定及外形尺寸的完整，提高其耐腐蝕性、做好其表面的防腐蝕工作一直是釹鐵硼磁體生產(chǎn)及使用的重要問題。在燒結(jié)釹鐵硼磁體的表面防腐蝕方面，國內(nèi)外基本一直采用電鍍工藝對(duì)磁體表面進(jìn)行防護(hù)，如表面鈍化、電鍍Zn、Ni、Ni-Cu-Ni, Ni-P等，鍍層質(zhì)量一直不理想，存在諸多問題，如鍍層太厚影響磁體性能，邊角效應(yīng)明顯(特別是對(duì)大尺寸磁體)，鍍層結(jié)合力不夠，鍍層中性鹽霧一般難于達(dá)到1000小時(shí)。同時(shí)電鍍廢液對(duì)環(huán)境的污染也比較嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提高釹鐵硼磁體表面耐蝕性，解決釹鐵硼磁體電鍍Zn、Ni、Ni-Cu-Ni, Ni-P及環(huán)氧鍍中存在的鍍層太厚影響磁體性能，邊角效應(yīng)明顯(特別是對(duì)大尺寸磁體)，鍍層結(jié)合力不夠，耐蝕性不理想，同時(shí)電鍍廢液對(duì)環(huán)境的污染較嚴(yán)重等問題，提供一種用于釹鐵硼磁體的鋅基復(fù)合涂層及其制備方法，鋅基復(fù)合涂層不僅可以使釹鐵硼磁體的表面耐蝕性大幅提高，同時(shí)能夠杜絕電鍍廢液對(duì)環(huán)境的污染。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明的鋅基復(fù)合涂層包括鋅基涂層和增強(qiáng)保護(hù)涂層，鋅基涂層由片狀鋅粉、片狀招粉和無定型復(fù)合鉻鹽化合物構(gòu)成，無定型復(fù)合鉻鹽化合物的分子式為nCr03 InCr2O3,n、m為自然數(shù)，其中鋅粉的含量占涂層質(zhì)量分?jǐn)?shù)的65% 95%之間，鋁粉的含量占涂層質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1% 30%之間，無定型復(fù)合鉻鹽化合物的含量占涂層質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0% 5%之間；增強(qiáng)保護(hù)涂層為耐磨有機(jī)硅樹脂涂層、聚四氟乙烯涂層、環(huán)氧樹脂涂層中的一種。所述鋅基涂層中的鋅、鋁粉均呈鱗片狀，以平鋪方式層層交錯(cuò)貼附于被涂基底金屬表面；所述增強(qiáng)保護(hù)涂層覆蓋于鋅基涂層之外，作為外表面層；所述增強(qiáng)保護(hù)涂層的厚度為I 10 ii m ;所述鋅基復(fù)合涂層的總厚度為5 30 ii m。本發(fā)明所述鋅基復(fù)合涂層的制備方法為
I)鋅基涂液的配制其成分按質(zhì)量百分比為鋅粉20 30%，鋁粉I 10%，CrO3 0% 10% ;聚丙醇1% 2%，聚乙二醇2% 4%，丙烯酸0. 1% 1%，羥乙基纖維素0. 1% 1%，異辛醇0. I % 0.5%，余量為去離子水；2)涂覆前釹鐵硼磁體預(yù)處理包括磁體倒角、脫脂、除銹、清洗；3)在釹鐵硼磁體表面施覆鋅基涂液可采用浸潰、刷涂或噴涂等方法，并去除多余的涂液；

4)施覆后烘烤干燥先在50 100°C烘干10 30分鐘，然后在200 350°C烘烤20 60分鐘，即得到良好的鋅基涂層；5)視對(duì)涂層厚度及耐蝕性要求，可重復(fù)2)、3)步驟；6)鋅基涂層外表面覆以耐磨增強(qiáng)保護(hù)層。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于I.涂層結(jié)構(gòu)均勻致密，與基體結(jié)合性好，不易起皮脫落；2.以電鍍層相比，本發(fā)明所述涂層較薄，對(duì)磁性能影響小。同時(shí)厚度均勻，不存在邊角效應(yīng)，尤其適用于較大尺寸磁體；3.耐蝕性得到極大提高，鹽霧試驗(yàn)最高達(dá)1500小時(shí)；具有優(yōu)異的耐候性與化學(xué)穩(wěn)定性，經(jīng)鋅基復(fù)合涂層處理后的磁體可長期在海洋氣候、或大氣污染較嚴(yán)重的地區(qū)使用而不易腐蝕；4.無氫脆，鋅基復(fù)合涂層在除油和除銹過程中不需要用酸處理，而且不存在電鍍過程，避免了滲氫對(duì)釹鐵硼磁體基體的危害，同時(shí)涂層無氫脆問題；5.鋅基涂層是經(jīng)200 350°C高溫?zé)Y(jié)形成的，因此在較高溫度下長期使用，外觀可基本保持不變，并能保持良好的抗蝕性能；6.鋅基復(fù)合涂層工藝無污染，不存在污水、有害廢氣的排放，屬于環(huán)保技術(shù)
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :本實(shí)施例為一電機(jī)用燒結(jié)釹鐵硼磁體,尺寸為56*25*4mm。具體涂覆步驟如下I)涂覆前處理倒角手工倒角至R = 0. 3mm ;在40 50°C下浸泡于專用堿性脫脂劑中脫脂10分鐘左右，干燥；在拋丸機(jī)中進(jìn)行拋丸除銹，超聲波清洗。2)將鋅基復(fù)合母液(主要由Cr03、聚丙醇、聚乙二醇、丙烯酸組成)和基料(主要由片狀鋁粉和鋅粉組成)在20°C充分混合，連續(xù)攪拌，防止基料沉降；用噴槍對(duì)處理過的磁體進(jìn)行噴涂，噴槍壓力為0. 4MPa、角度為60° ;開動(dòng)噴霧過濾系統(tǒng)，確保溶液捕集于旋轉(zhuǎn)室的水池中，控制流平時(shí)間約I小時(shí)。3)經(jīng)流平后將磁體放入固化爐烘烤固化，隨爐升溫，在80°C保溫20分鐘左右。之后繼續(xù)隨爐升溫至320°C保溫40分鐘，停電后繼續(xù)保溫10分鐘后，打開爐門，冷卻后出爐。4)重復(fù)2)、3)的噴涂和烘烤工序之涂層厚度達(dá)到13 15 ii m。5)在經(jīng)過鋅基復(fù)合涂覆處理過的磁體表面噴涂噴涂耐磨有機(jī)硅樹脂，厚度為
0.2-0. 5iim，100°C固化 10 小時(shí)。6)用拉剝法測(cè)定涂覆后磁體與涂層間的結(jié)合力，膠帶上未發(fā)現(xiàn)有鋅鋁顆粒。用方格法測(cè)定涂覆后磁體與涂層間的結(jié)合力，未發(fā)現(xiàn)有涂層脫落。
7)將上述涂覆后磁體在放入鹽霧試驗(yàn)箱，中性鹽霧試驗(yàn)1500小時(shí)，涂層無脫落、無銹斑。實(shí)施例2 本實(shí)施燒結(jié)釹鐵硼磁體尺寸為4*4*2_。具體涂覆步驟如下I)將磁體在裝有磨料的倒角機(jī)中滾光并倒角至R = 0. Imm ;在40 50°C下浸泡于堿性脫脂液中脫脂15分鐘左右，干燥；在拋丸機(jī)中進(jìn)行拋丸除銹，超聲波清洗。2)將無鉻鋅基復(fù)合涂液在20°C充分混合，連續(xù)攪拌，防止基料沉降；將處理過的磁體放入鋅鋁復(fù)合槽液中浸涂三分鐘，然后進(jìn)行離心甩干，一般為200轉(zhuǎn)/分鐘，去處多余的液滴。3)將磁體放入固化爐烘烤固化，隨爐升溫，在約60°C保溫10分鐘左右。之后繼續(xù) 隨爐升溫至300°C保溫40分鐘，停電后繼續(xù)保溫10分鐘后，打開爐門，冷卻后出爐。4)重復(fù)2)、3)的噴涂和烘烤工序一次，至涂層厚度達(dá)到8 10 ii m。5)將經(jīng)過鋅鋁復(fù)合涂覆處理過的磁體涂覆聚四氟乙烯涂層，涂層厚度為0. I
0.3iim，280°C固化 3 小時(shí)。6)用拉剝法測(cè)定涂覆后磁體與涂層間的結(jié)合力，膠帶上未發(fā)現(xiàn)有鋅鋁顆粒。用方格法測(cè)定涂覆后磁體與涂層間的結(jié)合力，未發(fā)現(xiàn)有涂層脫落。7)將上述涂覆后磁體在放入鹽霧試驗(yàn)箱，中性鹽霧試驗(yàn)720小時(shí)，涂層無銹斑，無脫落。實(shí)施例3 本實(shí)施燒結(jié)釹鐵硼磁體尺寸為60*50*26mm。具體涂覆步驟如下I)將磁體在裝有磨料的倒角機(jī)中滾光并倒角至R = O. 5mm ;在40 50°C下浸泡于堿性脫脂液中脫脂20分鐘左右，干燥；在拋丸機(jī)中進(jìn)行拋丸除銹，冷卻后超聲波清洗。2)將鋅基復(fù)合母液(主要由Cr03、聚丙醇、聚乙二醇、丙烯酸組成)和基料(主要由片狀鋁粉和鋅粉組成)在20°C充分混合，連續(xù)攪拌，防止基料沉降；用噴槍對(duì)處理過的磁體進(jìn)行噴涂，噴槍壓力為0. 4MPa、角度為60° ;開動(dòng)噴霧過濾系統(tǒng)，確保溶液捕集于旋轉(zhuǎn)室的水池中，控制流平時(shí)間約I小時(shí)。3)經(jīng)流平后將磁體放入固化爐烘烤固化，隨爐升溫，在80°C保溫20分鐘左右。之后繼續(xù)隨爐升溫至320°C保溫120分鐘，停電后繼續(xù)保溫30分鐘后，打開爐門，冷卻后出爐。4)重復(fù)2)、3)的噴涂和烘烤工序使涂層厚度達(dá)到15 18 ii m。5)在經(jīng)過鋅基復(fù)合涂覆處理過的磁體表面噴涂環(huán)氧樹脂，厚度為0. 3 0. 8 ii m，180°C固化2小時(shí)。6)用拉剝法測(cè)定涂覆后磁體與涂層間的結(jié)合力，膠帶上未發(fā)現(xiàn)有鋅鋁顆粒。用方格法測(cè)定涂覆后磁體與涂層間的結(jié)合力，未發(fā)現(xiàn)有涂層脫落。7)將上述涂覆后磁體放入鹽霧試驗(yàn)箱，中性鹽霧試驗(yàn)1000小時(shí)，涂層無脫落、無銹斑。實(shí)施例結(jié)果表明與通常釹鐵硼磁體表面防腐采用的電鍍鋅、鎳-鎳、鎳-銅-鎳相比，本發(fā)明涂層結(jié)構(gòu)均勻致密，與基體結(jié)合性好；耐蝕性得到極大提高，鹽霧試驗(yàn)最高達(dá)1500小時(shí)，可長期在海洋氣候、或大氣污染較嚴(yán)重的地區(qū)使用而不易腐蝕；同時(shí)涂層較薄，對(duì)磁性能影響小，厚度均勻不存在邊角效應(yīng)，尤其適用于較大尺寸磁體；鋅基復(fù)合涂層工藝不存在廢水排放，屬于環(huán)保技術(shù)
權(quán)利要求
1.一種提高釹鐵硼磁體耐蝕性能的鋅基復(fù)合涂層，其特征是所述鋅基復(fù)合涂層包括鋅基涂層和增強(qiáng)保護(hù)涂層，鋅基涂層由片狀鋅粉、片狀鋁粉和無定型復(fù)合鉻鹽化合物構(gòu)成，無定型復(fù)合鉻鹽化合物的分子式為nCr03 ICr2CVrKm為自然數(shù)，其中鋅粉的含量占涂層質(zhì)量分?jǐn)?shù)的65% 95%之間，鋁粉的含量占涂層質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1% 30%之間，無定型復(fù)合鉻鹽化合物的含量占涂層質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0% 5%之間；增強(qiáng)保護(hù)涂層為耐磨有機(jī)硅樹脂涂層、聚四氟乙烯涂層、環(huán)氧樹脂涂層中的一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的提高釹鐵硼磁體耐蝕性能的鋅基復(fù)合涂層，其特征是所述鋅基涂層中的鋅、鋁粉均呈鱗片狀，以平鋪方式層層交錯(cuò)貼附于被涂基底金屬表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的提高釹鐵硼磁體耐蝕性能的鋅基復(fù)合涂層，其特征是所述增強(qiáng)保護(hù)涂層覆蓋于鋅基涂層之外，作為外表面層。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的提高釹鐵硼磁體耐蝕性能的鋅基復(fù)合涂層，其特征是所述增強(qiáng)保護(hù)涂層的厚度為I IOy m。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的提高釹鐵硼磁體耐蝕性能的鋅基復(fù)合涂層，其特征是所述鋅基復(fù)合涂層的總厚度為5 30 ii m。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高釹鐵硼磁體耐蝕性能的鋅基復(fù)合涂層，其特征是所述鋅基復(fù)合涂層包括鋅基涂層和增強(qiáng)保護(hù)涂層，鋅基涂層由片狀鋅粉、片狀鋁粉和無定型復(fù)合鉻鹽化合物構(gòu)成，無定型復(fù)合鉻鹽化合物的分子式為nCrO3·mCr2O3，n、m為自然數(shù)，其中鋅粉的含量占涂層質(zhì)量分?jǐn)?shù)的65％～95％之間，鋁粉的含量占涂層質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1％～30％之間，無定型復(fù)合鉻鹽化合物的含量占涂層質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0％～5％之間；增強(qiáng)保護(hù)涂層為耐磨有機(jī)硅樹脂涂層、聚四氟乙烯涂層、環(huán)氧樹脂涂層中的一種。其優(yōu)點(diǎn)是涂層結(jié)構(gòu)均勻致密，與基體結(jié)合性好，不易起皮脫落，對(duì)磁性能影響小，厚度均勻，不存在邊角效應(yīng)，涂層極為致密，孔隙率低，耐蝕性極強(qiáng)，無氫脆，工藝無污染。
文檔編號(hào)C09D5/38GK102653643SQ20121013120
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者邢正茂, 陳蓓新 申請(qǐng)人:包頭稀土研究院