一种永磁材料表面高结合力镀铝膜工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种永磁材料表面高结合力镀铝膜工艺，属于磁性材料表面防护技术 领域。
【背景技术】
[0002] 自1983年钕铁硼永磁体问世以来，就以其优异的磁性能而受到广泛的关注，目 前已在各类永磁材料中占主导地位，尤其在2000年以后，产量迅速增长，年增长速率高达 26. 2%，在电力电子、仪器仪表、航空航天等高新技术领域应用广泛。由于烧结钕铁硼永磁 材料主要由富钕相、富硼相、磁体合金主相组成，多相结构之间存在电位差，极易形成原电 池使材料表面发生电化学腐蚀；并且，钕铁硼永磁体采用粉末冶金工艺生产，其产品实际密 度无法达到理论密度，内部存在微小孔隙，在大气中稀土元素易受到氧化腐蚀，破坏合金组 分。
[0003] 为了避免钕铁硼永磁体受到电化学腐蚀及氧化腐蚀，提高钕铁硼永磁体的耐蚀 性，常用的方法有合金化法和涂层法，调节磁体的合金成分或者对磁体进行涂层防护。前者 通常调节磁体的合金成分来提高磁体本身的抗腐蚀性能，该方法削弱了磁体磁性能，且对 抗腐蚀性的提升并不明显；后者则是通过在磁体表面制备涂层来阻挡空气、水分以及其它 腐蚀介质渗入磁体来改善磁体的耐蚀性能，该方法现已成为当前钕铁硼永磁体领域内提高 磁体耐蚀性能的主要手段。
[0004]目前制备烧结钕铁硼永磁体防腐层的方法可分为：电镀、化学镀、化学转化膜、电 泳和真空镀等，获得的主要涂层有金属或合金镀层、聚合物涂层、化学转化膜层和复合涂 层，其中真空镀膜技术生产过程中不会产生环境有害的废水、废气，较其他方法环境友好性 更佳，也成为当下该领域热门的研究方向。
【发明内容】
[0005] 本发明正是针对现有技术存在的不足，提供一种永磁材料表面高结合力镀铝膜工 艺，能够显著地提高铝膜与永磁材料表面的结合力。
[0006] 为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下： 一种永磁材料表面高结合力镀铝膜工艺，包括前处理工序和镀膜工序，具体改进的是， 所述镀膜工序依次包括磁控溅射步骤和真空蒸镀步骤： 在所述磁控溅射步骤中，氩气充入速率为40~60 sccm，偏压为90~130 V，磁控溅射 电流为9~11 A，磁控溅射时间为1~2小时； 在所述真空蒸镀步骤中，蒸发电流为1900~2300 A，蒸发时间为15~20分钟。
[0007] 作为上述技术方案的进一步优化，所述镀膜工序重复进行至少一次。通过磁控溅 射在磁体表面形成铝底膜，再进行真空蒸镀，随后磁控溅射与真空蒸镀交叉重复进行，增强 铝粒子与磁体表面的结合效果，显著提高铝膜与磁体的结合力。
[0008] 作为上述技术方案的具体优选，所述前处理工序包括清洗除锈步骤。进行所述清 洗除锈步骤的目的是，对钕铁硼永磁体表面进行清洗，以除去表面锈迹。具体优选地，在所 述清洗除锈步骤中，首先使用2~5%稀硝酸酸洗10~40秒，然后超声水洗15~40秒，最 后使用酒精清洗20~50秒。
[0009] 作为上述技术方案的具体优选，所述前处理工序还包括真空加热步骤，且所述真 空加热步骤在所述清洗除锈步骤之后进行。进行所述真空加热步骤的目的是，去除磁体 表面残留的水分。具体优选地，在所述真空加热步骤中，将真空室抽真空至3. 0X 10 3~ 5. 0X 10 3 Pa，加热至150~220°C除去磁体表面残留水分，再将真空室冷却至20~50°C。 [0010] 作为上述技术方案的具体优选，所述前处理工序还包括氩离子轰击步骤，且所述 氩离子轰击步骤在所述真空加热步骤之后进行。进行所述氩离子轰击步骤的目的是，去除 磁体表面和放置磁体的网笼表面的毛刺。具体优选地，在所述氩离子轰击步骤中，氩气充入 速率为90~130 sccm，偏压为300~600 V，清洗时间为10~20分钟。
[0011] 本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下： 本发明所述的一种永磁材料表面高结合力镀铝膜工艺，通过磁控溅射在磁体表面形成 铝底膜，再进行真空蒸镀在磁体表面真空镀铝，在铝底膜上再次镀上一层铝薄膜，有效的提 高铝膜的紧实程度，然后磁控溅射和真空镀铝交叉进行。该方法得到的铝膜耐腐蚀性优异， 铝膜与磁体间结合力可达到17. 23~20. 42 MPa，较普通的生产工艺有显著提升，有益效果 显著。
【具体实施方式】
[0012] 下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。
[0013] 具体实施例1 本实施例所提供的一种永磁材料表面高结合力镀铝膜工艺，包括以下步骤： (1) 清洗除锈：使用4%稀硝酸酸洗30秒，然后超声水洗20秒，最后使用酒精清洗50 秒； (2) 真空加热：将真空室抽真空至5. 0X10 3 Pa，打开加热棒将真空室加热至220°C，除 去磁体表面残留水分，加热完毕后关闭加热棒，将真空室冷却至50°C ; (3) 氩离子轰击：向真空室内充入氩气，氩气充入速率为130 sccm，偏压为600 V，进行 10分钟清洗去除磁体和网笼表面的毛刺； (4) 磁控溅射：对磁体表面进行磁控溅射铝底膜，氩气充入速率控制在60 sccm，偏压为 130 V，磁控溅射电流为9 A，磁控溅射时间为1小时； (5) 真空蒸镀：对经过磁控溅射处理步骤的磁体进行真空蒸镀铝膜，蒸发电流1900 A， 蒸发时间为20分钟； 重复（4) (5)步骤一次。
[0014] 经过上述步骤，待真空室冷却至室温，开炉取出磁体。
[0015] 对照实施例1 与具体实施例1在相同工艺参数的条件下，经过步骤（1)、（2)、（3)、（5)，其中（5)真空 蒸镀时间为40分钟，并将制成的带有铝膜防护层的磁体作为对照实施例1。
[0016] 对具体实施例1和对照实施例1制备的产品进行铝膜厚度、盐雾试验、铝膜结合力 对比，检验镀层的耐腐蚀性以及相应的机械强度，具体结果见下表1。
[0017] 表1、钕铁硼磁体表面铝膜的性能检测数据：
具体实施例2 本实施例所提供的一种永磁材料表面高结合力镀铝膜工艺，包括以下步骤： (1) 清洗除锈：使用5%稀硝酸酸洗10秒，然后超声水洗15秒，最后使用酒精清洗20 秒； (2) 真空加热：将真空室抽真空至3. 0X10 3 Pa，打开加热棒将真空室