专利名称：带有防腐涂层的永磁体及其粉末纳米喷涂方法
技术领域：
本发明涉及材料的表面化学处理领域，尤其是涉及钕铁硼永磁材料的纳米喷涂技
术，具体地说，本发明涉及一种利用纳米喷涂技术对永磁材料的表面处理方法。
背景技术：
近年来钕铁硼(NdFeB)永磁材料的应用和发展十分迅速，而钕铁硼永磁材料的防 护成功与否关系到材料能否推广应用的关键技术之一。该材料主要是由稀土金属钕Nd、铁 和硼等元素通过粉末冶金工艺制备而成。作为目前最强的磁性材料，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。 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
种粉末冶金工艺制备而成的多孔材料，因其中的富钕相，钕铁硼主相及边界相很容易形成
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发生巨大的变化。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。 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、电泳漆等多种方法。
发明内容
本发明的目的正是运用新型的纳米喷涂技术来提高钕铁硼永磁材料的表面防腐 性能。 根据本发明的一方面，本发明提供了一种带有防腐涂层的永磁体，所述永磁体包 括永磁材料基体1、有机物底层2、有机物过渡层3、有机物最外层4。 其中，所述有机物底层2为羟基丙烯酸树脂、或环氧树脂的底层，其厚度在0. 5 2微米。 其中，所述有机物过渡层3为含锡和钯元素的过渡层，其厚度在0. 1 0. 3微米。
其中，所述有机物最外层4为含金属银的纳米涂层，其厚度在0. 1 1微米。
其中，所述含锡和钯元素的过渡层由表面敏化活化液喷涂形成，其中，所述表面敏 化活化液包括羟烷基磺酸亚锡和氯化钯。 其中，所述金属银的纳米涂层通过向含锡和钯元素的过渡层同时喷涂含有银离子
的A剂和含有还原剂的B剂形成，所述A剂B剂的体积比为l : 1 1.5。 其中，所述A剂为银氨溶液，该银氨溶液包括硝酸银溶液、氨水溶液和氢氧化钠溶液。
其中，所述氨水溶液和氢氧化钠溶液的体积比是i : i，银离子重量百分浓度在银氨溶液中占O. 5 1.5%。 其中，所述B剂为硼氢化钠、硼氢化钾、或者硫酸对甲胺基苯酚溶液。 其中，所述含金属银的纳米涂层的晶粒大小在5 100纳米。 其中，所述永磁材料为烧结钕铁硼永磁材料或粘结钕铁硼材料。 根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种用于所述带有防腐涂层的永磁体的
粉末纳米喷涂方法，所述粉末纳米喷涂方法包括如下步骤 (1)倒角磨光采用机械振磨、滚磨倒角法对永磁材料进行磨光；其中，所述永磁 材料为烧结钕铁硼永磁材料或粘结钕铁硼材料； (2)脱脂除油加入磷酸钠、碳酸钠或氢氧化钠进行脱脂除油；
(3)喷砂除锈对永磁材料表面施以喷砂处理； (4)喷涂底层在永磁体表面上，用喷枪喷上0. 5 2微米厚的羟基丙烯酸树脂或 者环氧树脂，以形成有机物底层，干燥； (5)敏化、活化处理用喷雾器向永磁体的有机物底层表面喷上表面敏化活化液， 直到永磁体表面全部湿润为止，然后用纯水溶液冲洗永磁体，以形成有机物过渡层；其中， 所述表面敏化活化液包括羟烷基磺酸亚锡和氯化钯；优选，其中，所述表面敏化活化液包括 羟烷基磺酸亚锡15 25克/升，和氯化钯5 15克/升； (6)喷枪喷涂还原反应用双头喷枪向永磁体的有机物过渡层表面同时喷涂A剂 和B剂，以形成含金属银的纳米涂层；其中，所述A剂为银氨溶液，该银氨溶液包括硝酸银溶
液、氨水溶液和氢氧化钠溶液，其中，所述氨水溶液和氢氧化钠溶液的体积比是1 : l，银离 子重量百分浓度在银氨溶液中占0. 5 1. 5% ;所述B剂为硼氢化钠、硼氢化钾、或者硫酸 对甲胺基苯酚溶液；所述A剂B剂的体积比为l : 1 1.5;所述A齐U、B剂的混合点离 被喷涂永磁体的距离在15 25cm之间； (7)定形显影用喷枪向永磁体的金属银涂层表面喷涂无水亚硫酸钠溶液；
(8)吹干用空气吹风枪吹向银镜表面，吹干银镜表面的积水；
(9)干燥在55 65°C的干燥炉中干燥30 40分钟。 本发明采用一种新型的纳米喷涂技术对钕铁硼表面处理，这种表面处理方式有效 的填补了国内钕铁硼表面处理的空白。纳米喷涂是一种新型的高科技产品，具有不含重金属， 没有三废排放，避免了传统电镀工艺引起的一系列环境污染问题，是继电镀，真空镀之后的一 项技术创新。纳米喷涂具有多项优点(1)绿色环保，(2)操作安全、简单、高效，(3)物理性能 优越、适合自动化、量产化需要。本发明由于金属基体通过内、外合金层与其接触的外界的腐 蚀介质隔离，金属基体不易被腐蚀并具有优异的耐湿热性能，可延长永磁材料的使用寿命，并 且其涂层薄，对磁体的影响小没有有磁屏壁，降低生产投资成本，保障安全生产。
图1表示本发明的带有防腐涂层的永磁体的结构图。 其中，永磁材料基体1、有机物底层2、有机物过渡层3、有机物最外层4。
具体实施例方式
以下将结合实施例对本发明做进一步说明，本发明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。
实施例1 选用70*25*10的材料，倒角磨光采用机械振磨、滚磨倒角法对烧结钕铁硼永磁 材料进行磨光；脱脂除油加入磷酸钠、碳酸钠或氢氧化钠进行脱脂除油；喷砂除锈；喷涂 底漆层在永磁体表面上，用喷枪喷上0. 5微米厚的一种羟基丙烯酸树脂底层。敏化、活化 处理在以喷上底漆层的物品表面用喷雾器喷上表面敏化活化液，直到物品表面全部湿润 为止，然后用纯水溶液冲洗物品；所述表面敏化活化液中含羟烷基磺酸亚锡15克/升，含 氯化钯15克/升，过渡层厚度0. 1微米。喷枪喷涂最外层用双头喷枪向已经敏化和活化 的物品表面同时喷涂A剂和B齐U，形成金属银涂层，该金属银涂层厚度在0. 1微米；所述A 剂B剂的体积比为l : 1，所述A剂、B剂的混合点离被喷涂物品的距离在15cm之间；所 述A剂是银氨溶液，该银氨溶液是由硝酸银溶液、氨水溶液和氢氧化钠溶液混合而成，其中 氨水溶液和氢氧化钠溶液的体积比是l : 1，银离子重量百分浓度在银氨溶液中占0.5% ;
所述B剂是硼氢化钠；定形显影用喷枪向物品的金属涂层表面喷出无水亚硫酸钠溶液，以 稳定金属涂层，加强保护金属涂层的抗氧化性能；吹干用空气吹风枪吹向银镜表面，吹干 银镜表面的积水；干燥在65t:的干燥炉中干燥30分钟，增强银镜涂层的附着力。涂层的 晶粒大小在100纳米。参见表1。
实施例2 选用70*25*10的材料，倒角磨光采用机械振磨、滚磨倒角法对粘结钕铁硼永磁材 料进行磨光；脱脂除油加入磷酸钠、碳酸钠或氢氧化钠进行脱脂除油；喷砂除锈；喷涂底漆 层在永磁体表面上，用喷枪喷上2微米厚的一种环氧树脂底层。敏化、活化处理在以喷上 底漆层的物品表面用喷雾器喷上表面敏化活化液，直到物品表面全部湿润为止，然后用纯水 溶液冲洗物品；所述表面敏化活化液中含羟烷基磺酸亚锡25克/升，含氯化钯5克/升，过渡 层厚度0.3微米。喷枪喷涂最外层用双头喷枪向已经敏化和活化的物品表面同时喷涂A剂 和B剂，形成金属银涂层，该金属银涂层厚度在1微米；所述A剂B剂的体积比为l : 1.5， 所述A剂、B剂的混合点离被喷涂物品的距离在25cm之间；所述A剂是银氨溶液，该银氨溶液 是由硝酸银溶液、氨水溶液和氢氧化钠溶液混合而成，其中氨水溶液和氢氧化钠溶液的体积
比是l : 1，银离子重量百分浓度在银氨溶液中占1.5X;所述B剂是硼氢化钾；定形显影用
喷枪向物品的金属涂层表面喷出无水亚硫酸钠溶液，以稳定金属涂层，加强保护金属涂层的
抗氧化性能；吹干用空气吹风枪吹向银镜表面，吹干银镜表面的积水；干燥在55。C的干燥 炉中干燥40分钟，增强银镜涂层的附着力。涂层的晶粒大小在5纳米。参见表l。
实施例3 选用70*25*10的材料，倒角磨光采用机械振磨、滚磨倒角法对烧结钕铁硼永磁 材料进行磨光；脱脂除油加入磷酸钠、碳酸钠或氢氧化钠进行脱脂除油；喷砂除锈；喷涂 底漆层在永磁体表面上，用喷枪喷上1微米厚的一种羟基丙烯酸树脂底层。敏化、活化处 理在以喷上底漆层的物品表面用喷雾器喷上表面敏化活化液，直到物品表面全部湿润为 止，然后用纯水溶液冲洗物品；所述表面敏化活化液中含羟烷基磺酸亚锡20克/升，含氯化 钯10克/升，过渡层厚度0. 2微米。喷枪喷涂最外层用双头喷枪向已经敏化和活化的物 品表面同时喷涂A剂和B剂，形成金属银涂层，该金属银涂层厚度在0.6微米；所述A剂B 剂的体积比为l : 1.2，所述A齐U、B剂的混合点离被喷涂物品的距离在20cm之间；所述A
5剂是银氨溶液，该银氨溶液是由硝酸银溶液、氨水溶液和氢氧化钠溶液混合而成，其中氨水
溶液和氢氧化钠溶液的体积比是i : 1，银离子重量百分浓度在银氨溶液中占i.ox;所述B
剂是硫酸对甲胺基苯酚溶液；定形显影用喷枪向物品的金属涂层表面喷出无水亚硫酸钠溶液，以稳定金属涂层，加强保护金属涂层的抗氧化性能；吹干用空气吹风枪吹向银镜表面，吹干银镜表面的积水；干燥在6(TC的干燥炉中干燥30分钟，增强银镜涂层的附着力。涂层的晶粒大小在50纳米。参见表l。
对比实施例1 选用70*25*10的材料，倒角磨光采用机械振磨、滚磨倒角法对烧结钕铁硼永磁材料进行磨光；脱脂除油加入磷酸钠、碳酸钠或氢氧化钠进行脱脂除油；喷砂除锈，活化后电镀铜镍。参见表l。
表1
实施例号盐务 (小时)湿热试验 (小时)厚度 (微米)成本 (元)
实施例1965000. 70. 4
实施例2965003. 31. 0
实施例3965001. 80. 8
对比实施例14896251. 40 由表1可以看出，本发明的涂层厚度仅为0. 7 3. 3微米时盐雾为96小时，且湿
热试验为500小时；而且成本也控制在0. 4 0. 8元。而现有技术的对比实施例1的涂层
厚度为25微米时盐雾为48小时，且湿热试验为96小时；而成本为1. 40元。
因此，本发明具有以下优点1、镜面喷涂具有优秀的耐蚀性能；2、镜面喷涂成本
低；3、涂层薄，对磁体的影响小没有有磁屏壁；4、具有优异的耐湿热性能。 需要说明的是，上述发明内容及具体实施方式
意在证明本发明所提供技术方案的
实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理
内，当可作各种修改、等同替换、或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。
权利要求
一种带有防腐涂层的永磁体，所述永磁体包括永磁材料基体(1)、有机物底层(2)、有机物过渡层(3)、有机物最外层(4)。
2. 如权利要求l所述的永磁体，其中，所述有机物底层(2)为羟基丙烯酸树脂、或环氧树脂的底层，其厚度在0. 5 2微米；所述有机物过渡层(3)为含锡和钯元素的过渡层，其厚度在0. 1 0. 3微米；所述有机物最外层(4)为含金属银的纳米涂层，其厚度在0. 1 1微米。
3. 如权利要求2所述的永磁体，其中，所述含锡和钯元素的过渡层由表面敏化活化液喷涂形成，所述表面敏化活化液包括羟烷基磺酸亚锡和氯化钯。
4. 如权利要求2所述的永磁体，其中，所述含金属银的纳米涂层通过向含锡和钯元素的过渡层同时喷涂含有银离子的A剂和含有还原剂的B剂形成；所述A剂为银氨溶液，该银氨溶液包括硝酸银溶液、氨水溶液和氢氧化钠溶液，所述B剂为硼氢化钠、硼氢化钾、或者硫酸对甲胺基苯酚溶液；A剂B剂的体积比为l : 1 1.5。
5. 如权利要求4所述的永磁体，其中，所述氨水溶液和氢氧化钠溶液的体积比是1 : 1，银离子重量百分浓度在银氨溶液中占0.5 1.5%。
6. 如权利要求4所述的永磁体，其中，所述含金属银的纳米涂层的晶粒大小在5 100纳米；其中，所述永磁材料为烧结钕铁硼永磁材料或粘结钕铁硼材料。
7. —种用于权利要求1 6所述带有防腐涂层的永磁体的粉末纳米喷涂方法，所述粉末纳米喷涂方法包括如下步骤(1) 倒角磨光采用机械振磨、滚磨倒角法对永磁材料进行磨光；(2) 脱脂除油加入磷酸钠、碳酸钠或氢氧化钠进行脱脂除油；(3) 喷砂除锈对永磁材料表面施以喷砂处理；(4) 喷涂底层在永磁体表面上，用喷枪喷上0. 5 2微米厚的羟基丙烯酸树脂或者环氧树脂，以形成有机物底层，干燥；(5) 敏化、活化处理用喷雾器向永磁体的有机物底层表面喷上表面敏化活化液，直到永磁体表面全部湿润为止，然后用纯水溶液冲洗永磁体，以形成有机物过渡层；其中，所述表面敏化活化液包括羟烷基磺酸亚锡和氯化钯；(6) 喷枪喷涂还原反应用双头喷枪向永磁体的有机物过渡层表面同时喷涂A剂和B剂，以形成含金属银的纳米涂层；其中，所述A剂为银氨溶液，该银氨溶液包括硝酸银溶液、氨水溶液和氢氧化钠溶液，所述B剂为硼氢化钠、硼氢化钾、或者硫酸对甲胺基苯酚溶液；所述A齐U : B剂的体积比为1 : 1 1. 5 ;(7) 定形显影用喷枪向永磁体的金属银涂层表面喷涂无水亚硫酸钠溶液；(8) 吹干用空气吹风枪吹向银镜表面，吹干银镜表面的积水；(9) 干燥在55 65。C的干燥炉中干燥30 40分钟。
8. 如权利要求7所述的粉末纳米喷涂方法，其中，所述表面敏化活化液包括羟烷基磺酸亚锡15 25克/升，和氯化钯5 15克/升。
9. 如权利要求7所述的粉末纳米喷涂方法，其中，所述氨水溶液和氢氧化钠溶液的体积比是l : 1，银离子重量百分浓度在银氨溶液中占0.5 1.5%。
10. 如权利要求7所述的粉末纳米喷涂方法，其中，所述A剂、B剂的混合点离被喷涂永磁体的距离在15 25cm之间。
全文摘要
本发明提供了一种带有防腐涂层的永磁体，所述永磁体包括永磁材料基体1、有机物底层2、有机物过渡层3、纳米银层4，以及用于带有防腐涂层的永磁体的粉末纳米喷涂方法。本发明由于金属基体通过内、外合金层与其接触的外界的腐蚀介质隔离，金属基体不易被腐蚀并具有优异的耐湿热性能，可延长永磁材料的使用寿命，并且其涂层薄，对磁体的影响小没有有磁屏壁，降低生产投资成本，保障安全生产。
文档编号H01F41/02GK101728043SQ20081022428
公开日2010年6月9日 申请日期2008年10月16日 优先权日2008年10月16日
发明者潘广麾, 白晓刚 申请人:北京中科三环高技术股份有限公司;天津三环乐喜新材料有限公司