氟铁酸盐处理液、永磁材料的表面处理方法和永磁材料的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种氟铁酸盐处理液、永磁材料的表面处理方法和永磁材料。该氟铁酸盐处理液含有100～150克/升氟化钾和80～90克/升硝酸、5～15克/升硝酸锌和/或氧化锌、以及0.1～0.5克/升非离子表面活性剂。本发明的氟铁酸盐处理液不含会对环境造成污染的磷，并且用本发明的表面处理方法处理后的永磁材料具有良好的防腐蚀性能和高温减磁率。
【专利说明】氟铁酸盐处理液、永磁材料的表面处理方法和永磁材料
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种氟铁酸盐处理液、使用该氟铁酸盐处理液的永磁材料表面处理方法，以及经该表面处理方法处理过的永磁材料。
【背景技术】
[0002]近年来钕铁硼(NdFeB)永磁材料的应用和发展十分迅速，对钕铁硼永磁材料的有效防护是关系到钕铁硼永磁材料推广应用的关键技术之一。钕铁硼永磁材料主要是由稀土金属钕、铁和硼等元素通过粉末冶金工艺制备而成。作为目前磁性最强的材料，钕铁硼永磁材料已经广泛应用于电镀器件、机械、医疗、汽车等诸领域，应用前景十分广阔。
[0003]钕铁硼永磁材料应用的前提是首先要解决好钕铁硼永磁材料的防腐问题。作为一种通过粉末冶金工艺制备而成的多孔材料，钕铁硼永磁材料由于富钕相存在于钕铁硼主相晶界而很容易发生晶间腐蚀。钕铁硼粉末合金中的稀土元素钕性质活泼，使整个钕铁硼合金的耐蚀性能变得很差，在湿热的环境中极易生锈腐蚀，因腐蚀失效造成磁性能的下降或损坏，严重影响了钕铁硼永磁体的使用寿命，降低了产品的稳定性和可靠性。钕铁硼永磁材料的磁性能与其组织结构有很大的关系。钕铁硼永磁体的主相是磁体磁性能的主要来源。对矫顽力贡献最大的是富钕相。当钕铁硼永磁材料发生腐蚀以后，材料的磁性能将大大地被削弱。因此，钕铁硼永磁材料的防腐问题一直是钕铁硼永磁材料需要解决的主要问题之一。[0004]目前钕铁硼永磁材料的防腐方法有很多。其中有电镀镍、电镀锌(CN1421547A、CN1056133A)、电镀多层镍、镀铜(CN1514889A)、磷化(200510020633X)、钝化(CN101613859)、电泳漆等多种方法。
[0005]其中，CN101613859公开了一种用于钕铁硼磁性材料表面处理的钝化剂，其中，亚硝酸盐为0.01~30%、氨类物质为0.01~30%、a-苯甲酸盐为0.01~4%、磷酸盐和聚磷酸盐为0.004~4%、钥酸盐为0.01~10%,余量为水。利用该钝化剂进行了防腐蚀处理的钕铁硼永磁材料,盐雾试验的抗蚀寿命为0.2~9小时左右。
[0006]但是，因为上述钝化剂含磷，因而可能对环境造成破坏。此外，也希望进一步提高钕铁硼永磁材料的防腐蚀性能和高温减磁率。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种用于永磁材料表面处理的处理液，该处理液不含磷，并且使用该处理液处理后的永磁材料具有良好的防腐性能和高温减磁率。
[0008]为了实现上述目的，本发明提供一种氟铁酸盐处理液，其特征在于，所述氟铁酸盐处理液含有主成膜剂、成膜助剂和表面活性剂。
[0009]为了实现上述目的，本发明还提供一种永磁材料的表面处理方法，所述表面处理方法包括如下步骤:对所述永磁进行预处理；用本发明的上述氟铁酸盐处理液对预处理后的永磁材料进行氟铁酸盐处理；对氟铁酸盐处理后的永磁材料进行水洗和干燥。[0010]为了实现上述目的，本发明还提供一种永磁材料，所述永磁材料的表面经本发明的上述表面处理方法处理过。
[0011]本发明的氟铁酸盐处理液不含会对环境造成污染的磷。本发明的表面处理方法处理步骤少，可在常温下进行。用本发明的表面处理方法处理后的永磁材料具有良好的防腐蚀性能和高温减磁率。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是对本发明实施例1所得的永磁材料进行扫描电镜能谱分析得到的能谱图。【具体实施方式】
[0013]以下将结合实施例对本发明做进一步说明。
[0014]实施例1
[0015]先将尺寸为φ2 4mm x cpl5mm>< 18mm (外径X内径X厚度)的烧结钕铁硼永磁材料2.3公斤进行预处理，具体步骤为:在振磨机中振磨2小时，然后用碱性溶液(磷酸钠20g/升、碳酸钠IOg/升和氢氧化钠IOg/升)脱脂除油，随后水洗。将预处理后的钕铁硼永磁材料进行氟铁酸盐处理，处理在常温下进行30分钟。将氟铁酸盐处理后的材料进行水洗和吹干。所述氟铁酸盐处理使用组成如下的处理液:作为主成膜剂的氟化钾100克/升和硝酸80克/升，作为成膜助剂的氧化锌5克/升，以及非离子表面活性剂0P-100.5克/升。对氟铁酸盐处理后的钕铁硼永磁材料表面形成的膜进行扫描电镜能谱分析，所用仪器的型号为德国蔡司1530VP，分析条件为:信号A = MPSE、超高压=15.00KV、Mag = 8.00ΚΧ、高度=9mm、真空模式选择高真空。结果发现，所述膜中氟、铁、氧和锌四种元素的总原子百分比为82.1% (表1给出了该膜的具体元素组成)。所述膜的厚度为ΙΟμπι。防腐蚀性能参见表2。
[0016]实施例2
[0017]先将尺寸为φ2 4mm x cpl5mm x I 8mm的烧结钕铁硼永磁材料2.3公斤进行预处理，具体步骤为:在振磨机中振磨2小时，然后用碱性溶液(磷酸钠20g/升、碳酸钠IOg/升和氢氧化钠IOg/升)脱脂除油，随后水洗。将预处理后的钕铁硼永磁材料进行氟铁酸盐处理，处理在常温下进行30分钟。将氟铁酸盐处理后的材料进行水洗和吹干。所述氟铁酸盐处理使用组成如下的处理液:作为主成膜剂的氟化钾150克/升和硝酸90克/升，作为成膜助剂的硝酸锌15克/升，以及非离子表面活性剂0P-100.1克/升。对氟铁酸盐处理后的钕铁硼永磁材料表面形成的膜进行如实施例1所述的扫描电镜能谱分析。结果发现，所述膜中氟、铁、氧和锌四种元素的总原子百分比为80%。所述膜的厚度为0.5μπι。防腐蚀性能参见表2。
[0018]实施例3
[0019]先将尺寸为φ2 4mm x cpl5mm x I 8mm的烧结钕铁硼永磁材料2.3公斤进行预处理，具体步骤为:在振磨机中振磨2小时，然后用碱性溶液(磷酸钠20g/升、碳酸钠IOg/升和氢氧化钠IOg/升)脱脂除油，随后水洗。将预处理后的钕铁硼永磁材料进行氟铁酸盐处理，处理在常温下进行30分钟。将氟铁酸盐处理后的材料进行水洗和吹干。所述氟铁酸盐处理使用组成如下的处理液:作为主成膜剂的氟化钾120克/升和硝酸85克/升，作为成膜助剂的氧化锌10克/升，以及非离子表面活性剂0P-100.4克/升。对氟铁酸盐处理后的钕铁硼永磁材料表面形成的膜进行如实施例1所述的扫描电镜能谱分析。结果发现，所述膜中氟、铁、氧和锌四种元素的总原子百分比为90.2%。所述膜的厚度为ΙΟμπι。防腐蚀性能参见表2。
[0020]实施例4
[0021]先将尺寸为φ2 4mm x cpl5mm x I 8mm的烧结钕铁硼永磁材料2.3公斤进行预处理，具体步骤为:在振磨机中振磨2小时，然后用碱性溶液(磷酸钠20g/升、碳酸钠IOg/升和氢氧化钠IOg/升)脱脂除油，随后水洗。将预处理后的钕铁硼永磁材料进行氟铁酸盐处理，处理在常温下进行30分钟。将氟铁酸盐处理后的材料进行水洗和吹干。所述氟铁酸盐处理使用组成如下的处理液:作为主成膜剂的氟化钾130克/升和硝酸89克/升，作为成膜助剂的氧化锌5克/升和硝酸锌8克/升，以及非离子表面活性剂0P-100.5克/升。对氟铁酸盐处理后的钕铁硼永磁材料表面形成的膜进行如实施例1所述的扫描电镜能谱分析。结果发现，所述膜中氟、铁、氧和锌四种元素的总原子百分比为95.2%。所述膜的厚度为8 μ m。防腐蚀性能参见表2。
[0022]实施例5
[0023]先将尺寸为φ2 4mm x cpl5mm x 1 8mm的烧结钕铁硼永磁材料2.3公斤进行预处理，具体步骤为:在振磨机中振磨2小时，然后用碱性溶液(磷酸钠20g/升、碳酸钠IOg/升和氢氧化钠IOg/升)脱脂除油，随后水洗。将预处理后的钕铁硼永磁材料进行氟铁酸盐处理，处理在常温下进行30分钟。将氟铁酸盐处理后的材料进行水洗和吹干。所述氟铁酸盐处理使用组成如下的处理液:作为主成膜剂的氟化钾100克/升和硝酸80克/升，作为成膜助剂的氧化锌3克/升和硝酸锌12克/升，以及非离子表面活性剂0P-100.5克/升。对氟铁酸盐处理后的钕铁硼永磁材料表面形成的膜进行如实施例1所述的扫描电镜能谱分析。结果发现，所述膜中氟、铁、氧和锌四种元素的总原子百分比为89.1%。所述膜的厚度为10um。防腐蚀性能参见表2。
[0024]实施例6
[0025]先将尺寸为φ2 4mm x cpl5mm x1 8mm的烧结钕铁硼永磁材料2.3公斤进行预处理，具体步骤为:在振磨机中振磨2小时，然后用碱性溶液(磷酸钠20g/升、碳酸钠IOg/升和氢氧化钠IOg/升)脱脂除油，随后水洗。将预处理后的钕铁硼永磁材料进行氟铁酸盐处理，处理在常温下进行30分钟。将氟铁酸盐处理后的材料进行水洗和吹干。所述氟铁酸盐处理使用组成如下的处理液:作为主成膜剂的氟化钾150克/升和硝酸90克/升，作为成膜助剂的氧化锌8克/升，以及非离子表面活性剂0P-100.5克/升。对氟铁酸盐处理后的钕铁硼永磁材料表面形成的膜进行如实施例1所述的扫描电镜能谱分析。结果发现，所述膜中氟、铁、氧和锌四种元素的总原子百分比为92.8%。所述膜的厚度为5μm。防腐蚀性能参见表2。
[0026]表2给出了实施例1~6得到的永磁材料物理参数的实验数据。
[0027]表1
[0028]
【权利要求】
1.一种氟铁酸盐处理液，其特征在于，所述氟铁酸盐处理液含有主成膜剂、成膜助剂和表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的氟铁酸盐处理液，其特征在于，所述主成膜剂由氟化钾和硝酸组成，它们在所述氟铁酸盐处理液中的含量分别为100~150克/升和80~90克。
3.根据权利要求1所述的氟铁酸盐处理液，其特征在于，所述成膜助剂是硝酸锌和氧化锌中的一种或两种，它们在所述氟铁酸盐处理液中的含量为5~15克/升。
4.根据权利要求1所述的氟铁酸盐处理液，其特征在于，所述的表面活性剂为非离子表面活性剂0P-10，其在所述氟铁酸盐处理液中的含量为0.1~0.5克/升。
5.一种永磁材料的表面处理方法，其特征在于，所述表面处理方法包括如下步骤: 对所述永磁进行预处理； 用根据权利要求1~4任一项所述的氟铁酸盐处理液对预处理后的永磁材料进行氟铁酸盐处理； 对氟铁酸盐处理后的永磁材料进行水洗和干燥。
6.根据权利要求5所述的表面处理方法，其特征在于，所述预处理包括如下步骤中的一个或多个: 对所述永磁材料的表面进行磨光； 对所述永磁材料进行脱脂除油。
7.根据权利要求5所述的表面处理方法，其特征在于，所述永磁材料为烧结钕铁硼永磁材料或粘结钕铁硼永磁材料。
8.—种永磁材料，其特征在于，所述永磁材料的表面经权利要求5~7中任一项所述的表面处理方法处理过。
9.根据权利要求8所述的永磁材料，其特征在于，所述永磁材料表面具有厚度为0.5~IOym的膜，经扫描电镜能谱分析所述膜中氟、铁、氧和锌四种元素的总原子百分比为80%以上。
10.根据权利要求8所述的永磁材料，其特征在于,所述永磁材料为烧结钕铁硼永磁材料或粘结钕铁硼永磁材料。
【文档编号】C23C22/34GK103757622SQ201110459561
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2011年12月31日 优先权日:2011年12月31日
【发明者】白晓刚, 潘广麾 申请人:天津三环乐喜新材料有限公司, 北京中科三环高技术股份有限公司