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【簡介】
研究了不同處理工藝對燒結(jié)型釹鐵硼電鍍鎳層性能的影響，通過對鍍層孔隙率，結(jié)合力，耐蝕性等性能的測試，確定了封孔，除油，除銹，活化，化學(xué)鍍鎳打底，電鍍鎳工藝，并得到了光亮，孔隙率低，結(jié)合力高和耐蝕性強(qiáng)的鍍層。
[關(guān)鍵詞] 釹鋏硼;前處理;電鍍鎳
[中國分類號] 1Q153.1
[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B
[文章編號] 1001—1560(2002)03一Oo41—03
1 前言
自踟年代號稱“磁王”第三代永磁體.NdFeB的問世 來，就以優(yōu)異的性能、價(jià)格比及豐富的資源儲(chǔ)備迅速進(jìn)人工業(yè)化社會(huì).并廣泛地應(yīng)用于電子、通訊、醫(yī)療、航空、環(huán)保等高科技領(lǐng)域。據(jù)專家估計(jì)，21世紀(jì)NdFeB永磁材料總產(chǎn)值將占整個(gè)永磁材料總產(chǎn)值的40%，并將改變整十永磁材料的格局。
NdFeB永磁體中的釹是一種稀土元素，化學(xué)活性很強(qiáng)，其標(biāo)準(zhǔn)平衡電位為一2 431 V，在空氣中易被氧化.耐蝕性差。另外，根據(jù)T.Minowa等人對NdFeB永磁體腐蝕機(jī)理的研究表明，NdFeB磁體由富N6F~ B相、富Nd相和富B相3相組成。相互接觸的各相電位不同，必然舍引起電化學(xué)反應(yīng)，形成腐蝕電池，使材料的耐腐蝕·眭下降。目前，解決NdFeB永磁體腐蝕問題的主要方法是在磁體表面沉積一層防腐蝕涂層。運(yùn)用鍍(滁)層防護(hù)的措施主要有電鍍、化學(xué)鍍、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、電泳及噴涂等，但從結(jié)合力、耐蝕性及綜合成本等方面考慮，首選電鍍工藝。在NdFeB磁體上電鍍存在的主要問題是：NdFeB中的釹極易氧化.前處理不當(dāng)會(huì)造成鍍層結(jié)合力下降;NdFeB磁體是由粉末燒結(jié)制成，表面粗糙且存在大量孔隙，在電鍍過程中會(huì)滲入酸、堿和電鍍液，造成基體和鍍層的腐蝕;磁體表面組織不均勻，使電鍍時(shí)鍍層孔隙率增加，降低了鍍層的防護(hù)性。針對以上問題.必須選擇合理的前處理工藝才能保證電鍍層的結(jié)合力和防腐蝕性能。研究了不同前處理工藝對燒結(jié)型釹鐵硼電鍍鎳層性能的影響， 獲得光亮、孔隙率低、結(jié)合力高、耐蝕性強(qiáng)的鍍鎳層的電鍍工藝.
2 試驗(yàn)部分
2.1 試驗(yàn)材料及規(guī)格
燒結(jié)型Nd-Fe-B稀土永磁材料(33%Nd，61%Fe 6%B) 規(guī)格#18 mm×5 mm。
2.2 電鍍工藝選擇
(1)電鍍工藝流程：高溫烘烤除油一封孔一滾光一冷水洗一除油一熱水洗(60～70℃)一冷水洗一酸洗一冷水洗一活化一冷水洗一預(yù)鍍一冷水洗一電鍍一水洗一烘干。
(2)高溫烘烤除油將試樣在200℃下高溫烘烤1 h，以去除試樣表面的油污。
(3)封孔工藝的選擇釹鐵硼基體結(jié)構(gòu)疏松、孔隙多.為了防止釹鐵硼基俸在除油、除銹及電鍍過程中將酸、堿和電鍍液滲孔隙內(nèi)，使鍍層在貯存、使用過程中基體與鍍層的結(jié)合力面處于逐漸腐蝕粉化，造成鍍層脫落，必須選擇封孔處理，以解決基體表面的孔隙問題。選擇的3種封孔工藝為：① 沸水封孔工藝將零件放人沸騰的水(蒸餾水或去離子水)中煮3—5 min，通過毛細(xì)管的作用將水吸^孔隙內(nèi)，使孔隙內(nèi)部的氧化物通過水合作用生成水合氧化物，以增太氧化物體積，從而封閉孔隙;② 漫硬脂酸鋅工藝將硬脂酸鋅加熱至135℃左右，使其為熔融狀態(tài)時(shí)將試樣放人，加～25 min后取出冷卻，此時(shí)孔隙內(nèi)部被凝固的硬脂酸鋅封閉;③ 不封孔，與其他兩種封孔工藝相比較，以考察封孔的效果。
(4)除油工藝的選擇去除釹鐵硼基體表面的油污，不易選用電化學(xué)除油。因?yàn)椋枠O除油磁體可能會(huì)陽極溶解;用陰極除油。困磁體為多孔物體，大量的析氫會(huì)導(dǎo)致后續(xù)鍍層鼓泡影響鍍層的質(zhì)量，所以最好用化學(xué)除油。由于釹鐵硼磁體非常活潑，所以，化學(xué)除油堿性不易太強(qiáng)，pH值最好控制在10以下，化學(xué)除油工藝及規(guī)范的選擇，見表1。
(5)除銹工藝選擇由于釹鐵硼基體中的Nd、Fe很活潑，極易被氧化，常規(guī)方法雖然能夠除去磁體表面的銹蝕和氧化膜，但試樣基體往往被腐蝕。為了避免基體過腐蝕，經(jīng)過多次篩選試驗(yàn)得出一些較好的方法。不同的除銹工藝及規(guī)范的選擇見表2。
(6)預(yù)鍍工藝選擇
Nd-Fe-B永磁體的預(yù)鍍工藝選擇見表3。
1號工藝是將經(jīng)過除油、除銹后的試樣水洗后直接放人酸性電鍍鎳溶液中進(jìn)行電鍍。
2號工藝是在1號工藝的基礎(chǔ)上增加了活化處理工藝，活化后再進(jìn)行電鍍。活化液配方及工藝規(guī)范為：磺基水楊酸28 g/L.NH4HF210 g/L，室溫，時(shí)間30 s。
3號工藝是在2號工藝基礎(chǔ)上再增加一道浸鎳工序。浸鎳配方及工藝規(guī)范為：Ni(Ac)2·H20 65 g/L，HF(42%)90 ml/L，B03 30 g/L.室溫，時(shí)問30 s：
4號工藝是將3號工藝中的浸鎳工藝改為中性化學(xué)鍍鎳打底，化學(xué)鍍鎳配方及工藝規(guī)范為：NiSO,·6 O 20 L.CH3C,~ Na·3H2O 12 g/L.Nalt2POz‘H20 28 g/L，NaF 0.5 g/L，乳酸(85%)15ml/L，聚乙二醇0.05 L， 值7，溫度50℃.時(shí)間10～15min。5號工藝將3號、4號工藝臺(tái)并。
(7)電鍍分別預(yù)鍍上述5種工藝后，電鍍工藝均為酸性電鍍鎳，其工藝配方及規(guī)范為：NiSO4-7a20 250—300 e,/L，Nicl2‘6H2O 30一印 L，H3B03 30～40 e,/L，十二烷基硫酸鈉0.1 g/L.光亮添加劑適量，DH值4.0—4.6，溫度40～50℃，電流密度1 5—3.0A/dm2 。
