一种FeCoMo非晶磁铁及生产方法与流程

文档序号:16311987发布日期:2018-12-19 05:19阅读:254来源:国知局

本发明涉及一种磁铁及生产方法,尤其是涉及一种fecomo非晶合金磁铁及生产方法。

背景技术

永磁铁广泛用干电子、电气、机械、运输、医疗及生活用品等各个领域中。如扬声器、电话受话器的永磁体;磁电系电表的磁系统;发电机、永磁电机中的磁极;机器制造业所用永磁器件(如平面磨床的永磁吸盘等)以及磁悬浮系统、磁性轴承;磁分离系统、磁选矿、磁净化水系统,磁控管、质子加速器的磁系统。而电子元器件向小型化、高频化和大电流方向发展,而且对电子设备的电磁兼容性能的要求也越来越高,传统的合金永磁材料、软磁铁氧体及金属磁粉芯等不能满足需求,应用受到限制。

非晶结构具有长程无序、短程有序的结构,使粉末具有很多独特的性能。非晶磁性粉末由于其优异的软磁性能,可以满足各种电子元器件稳定化、小型化、高频化、大电流、高功率的需求,能极大促进汽车、电子、航空航天领域等高新技术行业的发展。

铁基非晶合金粉末除具有优异的磁性能,还具有耐燃气腐蚀、耐磨、耐蚀等性能,在电子、涂层和硬质合金中得到广泛应用。而一些特殊场合对粉末性能提出更高的要求。

到目前为止,非晶合金粉末的制备工艺主要有水雾法、气雾法以及使用非晶薄带破碎制粉的工艺。水雾法具有大的冷却速率,可满足制备非晶态粉末的要求。然而,在水雾化过程中,所获得的粉末易形成氧化物,氧含量高,再者当熔融金属凝固时,产生的水蒸气会覆盖在熔融金属的表面,该水蒸气膜的存在将导致熔融的核心金属冷却强度降低,从而使粉末中心部分不能获得非晶态结构的问题,影响器件性能。气雾法由于冷却强度受限,只能制备非晶形成能力强的非晶合金粉末,且生产成本高。直接破碎法的优点在于对物料的选择性不强,材料利用率高,但需对非晶薄带进行脆化退火,很容易由于退火不均造成薄带内部晶化转变的不均匀,而且在破碎后容易产生带有锐角的粉末颗粒,为粉末的后续加工带来困难。

而与液态急冷法、溅射法制备非晶合金材料相比,电镀法更为经济,应用范围也更为广阔。电刷镀镀层的形成从本质上讲和电镀相同,都是溶液中的金属离子在负极(工件)上放电结晶的过程。但是和电镀相比,电刷镀中镀笔和工件有相对运动,因而被镀表面不是整体同时发生金属离子还原结晶,而是被镀表面各点在镀笔与其接触时发生瞬间放电结晶。因此,电刷镀技术在工艺方面有其独特之处,其特点可归纳如下:

1、设备简单,不需要镀槽,便于携带,适用于野外及现场修复。尤其对于大型、精密设备的现场不解体修复更具有实用价值;

2、工艺简单,操作灵活,不需要镀的部位不要用很多的材料保护;

3、操作过程中,阴极与阳极有相对运动,故允许使用较高的电流密度,它比槽镀使用的电流密度大几倍到几十倍;

4、镀液中金属离子含量高,所以镀积速度快(比槽镀快5倍~10倍);

5、有不同型号的镀笔,并配有形状不同、大小不一的不溶阳极,对各种不同几何形状及结构复杂的零部件都可修复;

6、费用低,经济效益大。



技术实现要素:

针对上述问题,本发明基于电刷镀和粘结法制备非晶磁铁的原理,提供了一种fecomo非晶磁铁及生产方法。本发明的fecomo非晶粉末的成分为:fe65-85wt%,co8-25%wt、mo5-20%wt,fecomo粉末为非晶结构。

本发明fecomo非晶磁铁及生产方法,包括以下步骤:

(1)金属基板被镀表面的预处理:金属基板被镀表面可采用机械或化学方法除锈、脱脂;

(2)电刷镀制备fecomo非晶合金镀层,电镀液组成为:氯化亚铁和硫酸亚铁的混合物1-.5-3.5mol/l(优选2-3mol/l)、硫酸钴或氯化钴0.4-1.2mol/l、钼酸钠0.2-0.6mol/l、酸0.3-0.8mol/l、络合剂0.5-5g/l、还原剂2-10g/l、添加剂2-5g/l,余量水;

上述酸包括硼酸、磷酸、羧酸等多元中强酸;

上述络合剂包括酒石酸、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、柠檬酸盐等;

上述添加剂为可溶性硫酸盐、氯盐等;

电刷镀工艺参数:阳极采用石墨等惰性材料,电极的电流密度为0.1-0.5a/mm2(优选0.2-0.4a/mm2),电极相对运动速度为2-12m/min(优选5-10m/min),滴定强酸溶液使镀液ph值小于3,施镀温度为30-65℃,;

(3)采用机械或物理的方法,如轧制压延、反复弯曲、刮擦等方法使非晶合金镀层脱落;

(4)非晶合金颗粒的球磨,将剥落的非晶颗粒在真空或惰性气体保护条件下进行球磨,球磨方式采用球磨3-10min,停3-12min这种间隔循环的方式,或采用带强制冷却效果的球磨方式,球磨总时间为1-10h,球料质量比为3-8:1;

(5)采用粘结法制备fecomo磁铁

采用热固性塑料作为粘结剂,比例为2-5%wt,选用硅烷类、钛酸酯类作为偶联剂,比例为0.1-0.5%wt,压制压力为500-900mpa,固化温度150-250℃,固化时间0.5-2h。

(6)磁铁的表面处理

进行磁铁表面的打磨和表面喷涂。

与现有技术相比,本发明具有以下优点:

1.与气雾法和直接破碎法相比,本工艺具有设备投资少、工艺简单,对fecomo非晶合金形成能力要求不高;

2.与水雾法相比,粉末不会产生氧化和部分非晶化的问题;

3.与电刷镀制备非晶合金镀层相比,由于无需考虑镀层表面质量和析氢的影响,可采用更大的电流密度,提高生产速度;

4.析氢对于本方法来说,可使镀层内产生了较大的内应力和较多孔隙,镀层脆性增大,,容易脱落,也提高了球磨破碎的效率;

5.与电镀法+破碎法制备非晶合金粉末法相比,由于电刷镀两电极间有相对运动,电镀液也是流动状态,因此,没有电镀产生的浓差极化问题,可以使用相对更大的电流密度,提高粉末的生产效率;

6.本方法无需考虑对材料的非晶形成能力,可通过调整电镀液各主要成分的浓度配比,可获得不同组元构成和比例的非晶合金粉末,因此,本方法的适用性更为广泛,可操作性更强,可满足不同场合的性能要求。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1fe74co15mo11非晶磁铁的制备

本发明的fecomo非晶粉末的成分为:fe74wt%,co15%wt、mo11%wt,fe74co15mo11合金粉末为非晶结构。

本发明fecomo非晶磁铁及生产方法,包括以下步骤:

(1)采用紫铜板做为金属基板,采用化学方法除绣、脱脂;

(2)电刷镀制备fecomo非晶合金镀层,电镀液组成为:氯化亚铁0.7mol/l、硫酸亚铁1.5mol/l、硫酸钴0.7mol/l、钼酸钠0.5mol/l、硼酸0.4mol/l、柠檬酸钠2g/l、酒石酸0.5g/l,碘化钾3g/l、硫酸钾2g/l、氯化钠1g/l、余量水;

电刷镀工艺参数:阳极采用石墨等惰性材料,电极的电流密度为0.3a/mm2,电极相对运动速度为5m/min,滴定强酸溶液使镀液ph值为2,施镀温度为60℃;

(3)采用反复弯曲的方法使非晶合金镀层脱落;

(4)非晶合金颗粒的球磨,将剥落的非晶颗粒在真空或惰性气体保护条件下进行球磨,球磨方式采用球磨5min,停10min这种间隔反复循环方式,球磨总时间为3h,球料质量比为5:1;

(5)采用粘结法制备fecomo磁铁

采用环氧树脂作为粘结剂,比例为2.5%wt,硅烷类偶联剂0.25%wt,压制压力为800mpa,固化温度200℃,固化时间0.5h;

(6)磁铁的表面处理

进行磁铁表面的打磨和表面喷涂。

实施例2fe70co16mo14非晶磁铁的制备

本发明的fecomo非晶粉末的成分为:fe70%wt,co16%wt、mo14%wt,fe70co16mo14合金粉末为非晶结构。

本发明fecomo非晶磁铁及生产方法,包括以下步骤:

(1)紫铜板作为金属基板,基板表面采用化学方法除锈、脱脂;

(2)电刷镀制备fecomo非晶合金镀层,电镀液组成为:氯化亚铁0.5mol/l、硫酸亚铁2mol/l、硫酸钴0.8mol/l、钼酸钠0.8mol/l、硼酸0.4mol/l、柠檬酸钠3g/l、酒石酸0.5g/l,碘化钾2g/l、硫酸钾1.5g/l、氯化钠1g/l、余量水;

电刷镀工艺参数:阳极采用石墨等惰性材料,电极的电流密度为0.2a/mm2,电极相对运动速度为8m/min,滴定强酸溶液使镀液ph值为2,施镀温度为50℃;

(3)采用机械或物理的方法,如轧制压延、反复弯曲、刮擦等方法使非晶合金镀层脱落;

(4)非晶合金颗粒的球磨,将剥落的非晶颗粒在真空或惰性气体保护条件下进行球磨,球磨方式采用球磨3-10min,停3-12min这种间隔反复循环方式,球磨总时间为3h,球料质量比为4:1;

(5)采用粘结法制备fecomo磁铁

采用环氧树脂作为粘结剂,比例为3%wt,硅烷类偶联剂0.2%wt,压制压力为600mpa,固化温度150℃,固化时间0.5h;

(6)磁铁的表面处理

进行磁铁表面的打磨和表面喷涂。

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