[发明专利]一种钕铁硼稀土永磁器件表面防护的真空镀膜设备及方法

说明书

本发明涉及永磁器件表面防护技术领域，尤其涉及一种钕铁硼稀土永磁器件表面防护的真空镀膜设备及方法，首先进行稀土永磁原材料的配料、熔炼、浇筑成合金片、氢碎、混料和气流磨，气流磨后在氮气保护下用混料机混料后送到氮气保护磁场取向压机成型，成型后在保护箱内封装进行等静压，之后送入烧结炉中烧结，时效制成钕铁硼稀土永磁器件，之后再经机加工制成所要求形状的稀土永磁器件。本发明的多弧与磁控溅射混合镀层解决了单纯多弧离子镀和磁控溅射镀存在的缺陷。基于磁控溅射和多弧离子溅射法所具有的缺陷，最终可以得到表面平整光滑、致密细腻、无麻点、无多孔起泡和起皮的镀层，镀层结合力增强，耐盐雾能力增强。

技术领域

本发明涉及永磁器件表面防护技术领域，尤其涉及一种钕铁硼稀土永磁器件表面防护的真空镀膜设备及方法。

背景技术

目前，众所周知，钕铁硼作为稀土永磁材料的一种具有极高的磁能积和矫顽力，同时高能量密度的优点使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了广泛应用，从而使仪器仪表、电声电机、磁选磁化等设备的小型化、轻量化、薄型化成为可能，钕铁硼稀土永磁材料，以其优良的磁性能被广泛应用于各个领域，如风力发电、新能源汽车、汽车零部件电机、混合动力汽车、计算机硬盘驱动器、音响、手机、家用电器、节能与控制电机、核磁共振成像等各个领域。

目前现有的稀土永磁器件表面防护领域，其处理工艺主要有电镀Cu、电镀Cu-Ni、电镀Zn、喷环氧和电泳。也有采用真空镀铝的防护方法，如中国专利ZL01111757.5公开了一种真空蒸镀Zn/Al/Sn/Mg的方法；另一个中国专利ZL96192129.3公开了一种真空镀Ti和AlN的方法。

但是如目前现有的真空磁控溅射防护技术对钕铁硼器件的形状、规格都有较高要求，且需要在挂具上悬挂产品，导致产品两端存在挂点，挂点处易生锈，起不到全面防腐作用。且产品摘挂时间较长，效率低，生产过程不连续，不适合大批量成批生产，如说明书图2所示，图2为现有技术中的真空镀膜设备示意图，图2中的真空镀膜设备在进行镀膜时，先将钕铁硼稀土永磁器件挂在挂具上，挂钩处存在挂点，在电机和齿轮传动作用下，产品随挂具做双公自转运动，以保证镀膜均匀性，缺点是效率低，生产过程不连续，耗费大量人力物资，靶材利用率低，不适合大批量生产，而且目前现有的真空镀膜方法在镀膜时将工件放置于料板上，镀膜过程工件不旋转。由于真空室内温度高，磁控溅射工艺本身绕射性差，钕铁硼器件由于机加工存在的应力应变效应，导致产品在镀膜时，与料板接触的棱角棱边一侧，膜层发黑。主要原因是磁控溅射原子绕射性差，原子能量低，且工件受热主要集中在棱角棱边处，由于应力应变和热效应，使得棱边处镀层与基体结合力差，镀层外观颜色不均匀。

目前现有的真空镀膜方法中还有蒸发镀膜步骤，蒸镀的缺点是膜层与基体的结合力差，在提高钕铁硼稀土永磁器件表面防腐性能方面受限。现有的磁控溅射镀膜技术存在效率低且不适合大批量成批生产的技术问题，由于没有解决稀土永磁器件的装卡技术，不易装卡，生产麻烦。现有技术中也有采用多弧离子镀膜，由于多弧离子镀膜时，存在大颗粒，镀层表面粗糙，水分和氧气容易穿透镀层的问题，而且目前单独的磁控溅射方法，铝原子能量很高，虽然离子的方向性很好，但离子发射效率低，镀层硬度大、应力大，容易起皮，起不到表面防护作用。为了解决多弧镀的缺点和磁控溅射效率低的问题，有研究采用多弧离子镀和磁控溅射相结合的工艺，但都没有解决高效率低成本、大批量成批生产、设备结构不足的问题。现有的其他钕铁硼稀土永磁器件防护技术存在污染高、能耗高的缺点，尤其是电镀化学镀，要求昂贵的水处理设备，如果处理不当会对生态有严重影响。

对此，特提出一种钕铁硼稀土永磁器件表面防护的真空镀膜设备及方法以解决上述问题。

发明内容