[发明专利]一种烧结钕铁硼磁体表面复合涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种烧结钕铁硼磁体表面复合涂层的制备方法，包括以下步骤：将金属基合金粉末与金属基增强材料混合均匀；采用等离子体熔覆工艺，在预处理后的烧结钕铁硼的表面制备金属基熔覆层；将陶瓷基粉末与陶瓷基增强材料混合均匀；采用等离子体熔覆工艺，在金属基熔覆层上制备陶瓷基熔覆层；对涂覆后的烧结钕铁硼磁体进行热处理。通过本发明制备的复合涂层致密无孔隙，具有高结合力、高耐蚀、高耐磨的特点，能够为烧结NdFeB磁体提供更加优异的腐蚀防护作用。

技术领域

本发明属于磁性材料防护领域，具体涉及一种烧结钕铁硼磁体表面复合涂层的制备方法。

背景技术

烧结钕铁硼磁体(NdFeB)以其优异的磁性能(磁能积、矫顽力和剩磁)被广泛应用于国民经济的各个领域。由于烧结钕铁硼磁体主要包括以下三相：主相Nd₂Fe₁₄B、富Nd相和富B相，并且各相之间的电位差相差较大，因此在高温、潮湿以及电化学环境中极易被腐蚀，严重限制了烧结钕铁硼磁体应用领域的进一步拓展。为了提高烧结钕铁硼磁体的耐腐蚀性能，通常采用以下两种方式：添加合金元素法和表面防护处理法。其中，合金化法会在一定程度上降低磁体的磁性能，且防腐蚀效果不明显。目前工业生产上主要采用添加防护涂层的方式来提高烧结钕铁硼磁体的耐腐蚀性能。

目前，烧结钕铁硼磁体表面常用的防护措施如下：电镀、化学镀、有机涂层、物理气相沉积以及复合镀层。其中，电镀方法具有简单易操作、成本投入低、易于实现批量化生产等优势，是钕铁硼磁体表面防护最常用的技术手段。但是，采用电镀方法制备的防护涂层表面结合力低，涂层易出现起泡、脱落等现象，涂层孔隙率高，而且电镀废水的排放易造成环境污染问题。针对风力发电、航空航天等尖端技术领域对磁体表面防护技术提出的更高的要求，需要开发烧结钕铁硼磁体表面新型高结合力、高耐蚀涂层制备技术是一个亟待解决的课题。

熔覆技术包括激光熔覆技术和等离子体熔覆技术。其中等离子体熔覆是近年发展起来的一种表面处理技术，所采用的等离子束是一种电离弧。与激光熔覆技术相比，等离子体熔覆技术是将高温加热所用的激光束改为高能量密度的等离子束，不易产生裂纹、气孔等缺陷，工艺过程简单，污染少，生产效率高、原料利用率高。等离子体熔覆技术制备的防护涂层与基体之间为冶金结合，涂层与基体之间具有很高的结合力。直接在烧结钕铁硼磁体表面制备陶瓷基熔覆层存在以下问题：烧结钕铁硼磁体与陶瓷基熔覆层之间的匹配性不理想，涂层内含有较多的孔隙，脆性较大，导致陶瓷基熔覆层的质量不易控制。

发明内容

基于此，本发明提供了一种烧结钕铁硼磁体表面复合涂层的制备方法，包括以下步骤：

一种烧结钕铁硼磁体表面复合涂层的制备方法，包括以下步骤：

a、金属基熔覆材料的制备：将金属基合金粉末与金属基增强材料混合均匀；

b、金属基熔覆层的制备：采用等离子体熔覆工艺，在预处理后的烧结钕铁硼的表面制备金属基熔覆层；

c、陶瓷基熔覆材料的制备：将陶瓷基粉末与陶瓷基增强材料混合均匀；

d、陶瓷基熔覆材料的制备：采用等离子体熔覆工艺，在金属基熔覆层上制备陶瓷基熔覆层；

e、对经步骤d处理后的烧结钕铁硼磁体进行热处理。

进一步的，步骤a中，所述金属基合金粉末的粒径为20～200μm，所述金属基增强材料的粒径为60～200nm；所述金属基合金粉末和金属基增强材料的质量比为(40～80):1。。本发明中将不同粒径的合金粉末和金属基增强材料混合，从而改善涂层的纤维形貌，提高涂层的纤维硬度，降低涂层的孔隙率。同时为了进一步提高涂层的性能，优选的，将金属基合金粉末作为基体相，将金属基增强材料作为填充材料，优选两者的质量比为(40～80):1，可以使涂层性能达到最优。