专利名称：一种烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法
技术领域：
本发明涉及烧结钕铁硼材料表面处理防腐领域，具体是一种烧结钕铁硼电镀锌镍
合金的方法。
背景技术：
烧结钕铁硼永磁材料作为第三代永磁材料，具有较高的磁性能，并且资源丰富、价 格低廉，广泛应用于汽车、计算机、核磁共振等领域。但是，由于烧结钕铁硼由多相组成，各 相电位差比较大，尤其是其中的富钕相电位低，容易发生晶间腐蚀，导致钕铁硼本身的耐蚀 性很差，严重制约了钕铁硼的应用。为了解决这一问题，发明了一系列针对钕铁硼防护的表 面处理技术，主要有电镀锌、电镀镍、化学镀镍等。 钕铁硼是烧结成型的，表面有很多孔洞。化学镀镍具有分散能力强的特点，可以用 化学镀来填充这些孔洞。填充这些孔洞， 一方面可以增加钕铁硼和镀层之间的锁扣，提高结 合力，另一方面可以避免镀液在这些孔洞中存留，从而提高了防腐性能。对于钕铁硼来说， 化学镀镍属于阴极性镀层，要起到保护钕铁硼的作用，就要求镀层致密，没有孔隙。当镀层 有孔隙时，化学镀镍不但不能保护钕铁硼，而且还会加速钕铁硼的腐蚀。所以，钕铁硼化学 镀镍风险很大。 而阳极性镀层对镀层的致密性要求没有这么高，并且在镀层破损的时候仍然能够 保护基体。电镀锌镍合金是一种防腐性能优异的阳极性镀层，耐蚀性远远高于电镀纯锌。然 而，钕铁硼是烧结成型的，表面有很多孔洞，直接电镀会引起局部电流分布不均匀，而且还 很容易在孔洞中残留镀液，导致镀层结合力差，耐蚀性不高。化学镀和电镀各有优缺点，本 发明结合力化学镀镍和电镀锌镍合金的优点，提高了钕铁硼的防腐能力。
发明内容
为解决钕铁硼电镀锌镍合金结合力差、影响耐蚀性的问题，本发明的目的是提供 一种烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法。本发明的镀层与基体结合力好，镀层致密，成分均 匀，耐蚀性优异。 为实现上述实验目的，本发明采用如下技术方案 —种烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法，先化学镀镍，再电镀铜，最后电镀锌镍合 金；或者，先化学镀镍，然后直接电镀锌镍合金。 所述的烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法，在电镀锌镍合金之前先进行化学镀镍， 厚度为1至10微米。 所述的烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法，在电镀锌镍合金之前进行电镀铜，厚度 为0至20微米。 所述的烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法，电镀铜为碱性镀铜或者焦磷酸盐镀铜。
所述的烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法，电镀锌镍合金为碱性或酸性电镀锌镍合 金，镀层中镍重量含量为5_15%。
所述的烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法，电镀锌镍合金的厚度为8至20微米。
由于采用上述技术方案，本发明具有如下优点
1、镀层结合力好 由于钕铁硼是烧结成型的，表面有很多孔洞，而化学镀镍具有分散能力强的特点， 可以在孔洞中镀上，增加了镀层和钕铁硼的锁口效应，增加了结合力。采用拉伸法测试镀层 结合力，镀层和钕铁硼之间的结合力大于28MPa。
2、电镀过程中氢的危害小 由于钕铁硼中含有大量的钕元素，很容易和氢发生反应，影响镀层的结合力，也影 响钕铁硼的磁性能。而碱性电镀锌镍合金电流效率低，析氢量大。为了减小电镀锌镍合金 过程中氢的危害，本发明先电镀一层铜，作为阻氢涂层。 一方面，电镀铜的电流效率非常高， 可以达到95%，在电镀铜的过程中氢的危害很小，另一方面，氢在铜中的渗透率很低，可以
阻挡电镀锌镍合金时产生的氢，以减小氢对钕铁硼的危害。 3、耐蚀性好 经过本发明处理过的钕铁硼，耐蚀性优异，钝化后耐盐雾实验可以达到1500小时 以上。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。 本发明烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法如下 1工艺流程 前处理一化学镀镍一水洗一干燥一电镀铜一水洗一电镀锌镍合金一水洗一钝化 —干燥。如果在电镀锌镍合金时，选用碱性镀液，电流效率低，析氢量大，需要电镀铜做为阻 氢涂层；如果选用酸性镀液，电流效率高，析氢量小，可以不用电镀铜。 2工艺规范 2. 1前处理 先将钕铁硼打磨、除油、酸洗，再活化。 2. 2化学镀镍 化学镀镍10-40分钟。 2. 3电镀铜工艺 电镀铜0-40分钟。 2. 4碱性电镀锌镍合金 电镀锌镍合金电镀0. 5-1. 5小时。 2. 5钝化 钕铁硼经过上述处理后，还可以再经过钝化处理，处理后耐蚀性可以得到进一步 提高。 本发明中，酸洗、活化、化学镀镍、电镀铜、电镀锌镍合金的配方，溶剂均为水。 实施例1 1材料准备把钕铁硼打磨到600#，用超声波丙酮除油3分钟。 2酸洗硝酸60ml/L，硫脲0. 5g/L，温度25°C ，时间30秒，然后用水清洗1分钟。
3活化磺基水杨酸20g/L，氟化氢氨10g/L，温度25°C ，时间30秒。然后，用超声
波清洗l分钟。 4化学镀镍NiS04 6H20 :0. lmol/L， NaH2P02 H20 :30g/L，硼砂30g/L，拧檬酸钠: 30g/L，氟化铵3g/L，丁二酸5g/L， pH = 7. 5，温度8(TC，化学镀15分钟。水洗1分钟，吹 干。化学镀镍的厚度为5微米。 5电镀铜硫酸铜60g/L，焦磷酸钾300g/L，柠檬酸铵25g/L，pH = 9，温度40°C，阴 极电流1. 0A/dm2，电镀20分钟，水冲洗2分钟。电镀铜的厚度为4微米。
6电镀锌镍合金氧化锌12g/L，氢氧化钠120g/L，乙二胺20ml/L，三乙醇胺， 50ml/L，柠檬酸钠:10g/L ;硫酸镍17g/L，香草醛0. lg/L，温度25°C，电流密度3A/dm2， 电镀1小时。然后水洗l分钟，吹干。电镀锌镍合金的厚度为18微米，镀层中镍含量为 15wt. %。 彩色钝化后，中性盐雾实验，240小时无白锈，1200小时无红锈。
实施例2 1材料准备把钕铁硼打磨到600#，用超声波丙酮除油3分钟。 2酸洗硝酸60ml/L，硫脲0. 5g/L，温度25°C ，时间30秒，然后用水清洗1分钟。 3活化磺基水杨酸20g/L，氟化氢氨10g/L，温度25°C ;时间30秒。然后，用超声
波清洗1分钟。 4化学镀镍NiS04 6H20 :0. lmol/L， NaH2P02 H20 :30g/L，硼砂:30g/L ;拧檬酸钠: 30g/L，氟化铵3g/L，丁二酸5g/L， pH = 7. 5，温度8(TC，化学镀15分钟。水洗1分钟，吹 干。化学镀镍的厚度为5微米。 5电镀铜硫酸铜60g/L，焦磷酸钾300g/L，柠檬酸铵25g/L， pH = 9，温度4(TC ， 阴极电流1. 0A/dm2，电镀20分钟，水冲洗2分钟。电镀铜的厚度为4微米。
6电镀锌镍合金氧化锌12g/L，氢氧化钠120g/L，乙二胺20ml/L，三乙醇胺， 50ml/L，柠檬酸钠:10g/L ;硫酸镍17g/L，香草醛0. lg/L，温度25°C，电流密度lA/dm2， 电镀1.5小时。然后水洗l分钟，吹干。电镀锌镍合金的厚度为16微米，镀层中镍含量为 15wt. %。 然后进行黑色钝化处理，处理后进行中性盐雾实验，360小时无白锈，1500小时无红锈。 实施例3 1材料准备把钕铁硼打磨到400#，用超声波丙酮除油3分钟。 2酸洗硝酸60ml/L，硫脲0. 5g/L，温度25°C ，时间30秒，然后用水清洗1分钟。 3活化磺基水杨酸20g/L，氟化氢氨10g/L，温度25°C，时间30秒。然后，用超声
波清洗1分钟。 4化学镀镍NiS04 6H20 :0. lmol/L， NaH2P02 H20 :30g/L，硼砂30g/L，拧檬酸钠: 30g/L，氟化铵3g/L，丁二酸5g/L， pH = 7. 5，温度8(TC，化学镀15分钟。水洗1分钟，吹 干。化学镀镍的厚度为5微米。 5电镀铜硫酸铜60g/L，焦磷酸钾300g/L，柠檬酸铵25g/L， pH = 9，温度40。C ，
阴极电流1. 0A/dm2，电镀20分钟，水冲洗2分钟。电镀铜的厚度为4微米。 6电镀锌镍合金氧化锌13g/L，氢氧化钠120g/L，乙二胺20ml/L，三乙醇胺，
550ml/L，柠檬酸钠10g/L，硫酸镍12g/L，香草醛0. lg/L，温度25°C，电流密度lA/dm2， 电镀1.5小时。然后水洗l分钟，吹干。电镀锌镍合金的厚度为15微米，镀层中镍含量为 13wt. %。 然后进行黑色钝化处理，处理后进行中性盐雾实验，360小时无白锈，1200小时无红锈。 实施例4 1材料准备把钕铁硼打磨到600#，用超声波丙酮除油5分钟。 2酸洗硝酸40ml/L，硫脲0. 5g/L，温度25°C ，时间50秒，然后用水清洗1分钟。 3活化磺基水杨酸25g/L，氟化氢氨15g/L，温度25°C ;时间50秒。然后，用超声
波清洗1分钟。 4化学镀镍NiS04 6H20 :0. lmol/L， NaH2P02 H20 :30g/L，硼砂30g/L，拧檬酸钠: 30g/L，氟化铵3g/L，丁二酸:5g/L，pH = 8，温度8(TC，化学镀IO分钟。水洗1分钟，吹干。 化学镀镍的厚度为4微米。 5电镀锌镍合金氯化锌60g/L，氯化镍120g/L，氯化铵200g/L，硼酸20g/L，苄叉 丙酮0. 05g/L ;pH = 5. 5，室温，阴极电流1. 5A/dm2，电镀1. 5小时。电镀锌镍合金的厚度为 20微米，镀层中镍含量为13wt%。 经过黑色钝化处理后，中性盐雾实验360小时没有白锈，1400小时无红锈。
实施例5 1材料准备把钕铁硼打磨到600#，用超声波丙酮除油3分钟。 2酸洗硝酸60ml/L，硫脲0. 5g/L，温度25°C ，时间30秒，然后用水清洗1分钟。 3活化磺基水杨酸20g/L，氟化氢氨10g/L，温度25°C ，时间30秒。然后，用超声
波清洗1分钟。 4化学镀镍NiS04 6H20 :0. lmol/L， NaH2P02 H20 :30g/L，硼砂30g/L，拧檬酸钠: 30g/L，氟化铵3g/L，丁二酸5g/L， pH = 7. 5，温度8(TC，化学镀15分钟。水洗1分钟，吹 干。化学镀镍的厚度为5微米。 5电镀锌镍合金硫酸锌180g/L，硫酸镍70g/L，硼酸30g/L，苄叉丙酮0. lg/L，温 度25°C，电流密度2A/dm2，电镀1小时。电镀锌镍合金的厚度为16微米，镀层中镍含量为 10wt%。 然后经过彩色钝化处理后，中性盐雾实验，240小时无白锈，1000小时无红锈。
实施例结果表明，本发明所采用的化学镀镍层和钕铁硼之间的结合力优良；镀铜 层在镀锌镍合金时可以起到阻氢的作用，减轻了氢对钕铁硼的腐蚀；锌镍合金层作为阳极 性镀层有效地保护了钕铁硼。通过该工艺得到的镀层完整致密，均匀光亮，与基体结合牢 固，钝化处理后耐蚀性可得到进一步改善。
权利要求
一种烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法，其特征在于先化学镀镍，再电镀铜，最后电镀锌镍合金；或者，先化学镀镍，然后直接电镀锌镍合金。
2. 根据权利要求1所述的烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法，其特征在于在电镀锌镍 合金之前先进行化学镀镍，厚度为1至10微米。
3. 根据权利要求1所述的烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法，其特征在于在电镀锌镍 合金之前进行电镀铜，厚度为0至20微米。
4. 根据权利要求1所述的烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法，其特征在于电镀铜为碱 性镀铜或者焦磷酸盐镀铜。
5. 根据权利要求1所述的烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法，其特征在于电镀锌镍合 金为碱性或酸性电镀锌镍合金，镀层中镍重量含量为5_15%。
6. 根据权利要求1所述的烧结钕铁硼电镀锌镍合金的方法，其特征在于电镀锌镍合金的厚度为8至20微米。
全文摘要
本发明涉及烧结钕铁硼材料表面处理防腐领域，具体是一种在烧结钕铁硼表面电镀锌镍合金的方法。该方法的主要特征是首先对烧结钕铁硼进行镀前处理，然后进行化学镀镍，再进行电镀铜，电镀锌镍合金，最后进行钝化处理。本发明所采用的化学镀镍层和钕铁硼之间的结合力优良；镀铜层在镀锌镍合金时可以起到阻氢的作用，减轻了氢对钕铁硼的腐蚀；锌镍合金层作为阳极性镀层有效地保护了钕铁硼。通过本发明得到的镀层完整致密，均匀光亮，与基体结合牢固，钝化处理后耐蚀性可得到进一步改善。本发明解决钕铁硼电镀锌镍合金结合力差、影响耐蚀性的问题，采用本发明镀层与基体结合力好，镀层致密，成分均匀，耐蚀性优异。
文档编号C25D3/38GK101724845SQ200810228480
公开日2010年6月9日 申请日期2008年10月31日 优先权日2008年10月31日
发明者严川伟, 孙臣, 张伟 申请人:中国科学院金属研究所