[发明专利]一种烧结NdFeB磁体金属涂层的表面磷化钝化方法

说明书

本发明公开了一种烧结NdFeB磁体金属涂层的表面磷化钝化方法。针对烧结NdFeB磁体表面金属Al涂层，通过高温气相法，以次亚磷酸钠为磷源实现金属涂层的表面磷化钝化，从而提高涂层的耐蚀性能。该方法较传统的六价铬、三价铬液相钝化法具有更好的环境适应性，无重金属离子的污水排放，并且可以在金属涂层表面形成致密且均匀一致的磷化钝化膜，为烧结NdFeB磁体提供更长效的腐蚀防护作用。

技术领域

本发明属于磁性材料表面防护、耐蚀涂层领域，具体涉及一种烧结NdFeB磁体金属涂层的表面磷化钝化方法。

背景技术

NdFeB永磁材料以其高的磁性能和较高的性价比，广泛应用在航空、航天、磁悬浮列车、磁医疗技术等高科技领域。我国稀土资源已探明储量占世界总储量的80％左右，这使稀土永磁领域竞争中位于有利地位。但是，采用粉末冶金法制备的烧结NdFeB磁体具有三相结构(主要包括：主相、富Nd相和富B相)，而且各相之间的电位差较大，尤其是富Nd相的电化学性最强，在潮湿、高温以及电化学环境中极易被腐蚀，严重限制了烧结NdFeB磁体应用领域的进一步拓展。因此，必须采取措施改善烧结NdFeB磁体的耐腐蚀性能。目前工业生产中主要采用添加合金化法和表面防护处理法来提高磁体的耐蚀性能，但合金化法会在一定程度上降低磁体的磁性能，且效果不明显。因此，工业生产中主要采用表面防护处理法在磁体表面添加防护涂层，能够显著提高磁体的耐蚀性能。

防护涂层是通过阻碍腐蚀介质与基体之间直接接触来减缓磁体的腐蚀。目前，烧结NdFeB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。对钕铁硼表面用物理气相沉积镀铝是钕铁硼磁体有效的防腐蚀手段，所得镀层呈银白色，表面细致，与磁体有较好的结合力，耐腐蚀性能较高，具有良好的电化学保护性能。金属涂层的表面钝化是一种常见的提高耐蚀性能的方式，通过与六价铬、三价铬等钝化剂反应，在金属涂层表面形成一层致密的转化膜，可有效提高其耐蚀性能。但含铬废液的严重环境污染，其应用受到限制，逐渐被其他低污染工艺所取代。

因此，开发一种烧结NdFeB磁体金属涂层的表面磷化钝化方法具有重要的经济效益、社会效益和环保效益。

发明内容

本发明针对烧结NdFeB磁体表面金属涂层耐蚀性能差及传统钝化工艺环境污染严重的问题，提供一种烧结NdFeB磁体金属涂层的表面磷化钝化方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下：

一种烧结NdFeB磁体金属涂层的表面磷化钝化方法，通过高温气相法，以次亚磷酸钠为磷源实现金属涂层表面的钝化，具体步骤如下：

(1)样品的前处理：将NdFeB基体用硝酸溶液酸化，清洗后超声处理；

(2)金属涂层的制备：将酸化后的NdFeB基体装炉、抽真空，再进行离子清洗，对离子清洗后的NdFeB基体磁控溅射，降温后进行真空蒸镀，在烧结NdFeB表面制备Al涂层。

(3)金属涂层的表面磷化钝化：将包覆金属涂层的NdFeB磁体和次亚磷酸钠分别置于密封性炉内，通入惰性气体作为载流气，进行高温煅烧，随炉缓慢冷却，完成金属涂层的表面磷化钝化。

优选地，步骤(1)中酸化过程采用的是浓度为3％的硝酸溶液，酸化时间为5-60s，超声清洗时间为1-10min。

优选地，步骤(2)中离子清洗采用的是真空室内产生的氩离子，时间为10-60min。

优选地，步骤(2)中磁控溅射时间为10-60min。

优选地，步骤(2)中真空蒸镀时间为10-60min，Al涂层厚度为15-25μm。

优选地，步骤(3)中的次亚磷酸钠的量根据P与Al的元素比为1:100～20:100来确定。