一种磁体的表面处理方法、磁体、系统及其应用与流程

本发明涉及磁体制备技术领域，具体涉及一种磁体的表面处理方法、磁体、系统及其应用。

背景技术：

近年来，永磁体应用十分广泛，常用永磁体有钕铁硼磁体。但是，作为通过粉末冶金工艺烧结成型的产品，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，并且稀土元素钕性质活泼，因而使得整个钕铁硼材料的耐蚀性极差，在潮湿环境下极易氧化生锈腐蚀。当钕铁硼材料发生腐蚀后，其磁性能将会下降，这导致产品的可靠性和稳定性降低。因此，钕铁硼材料的应用前提是解决好钕铁硼材料的防腐问题。另外，钕铁硼材料制成的产品越小，其热减磁越严重，因此需要解决钕铁硼材料的热减磁问题。

而对于一些器件表面的氧化、溶剂腐蚀等问题，一般会对工件的表面进行表面防护处理。传统使用的环氧树脂、聚氯脂、有机硅树脂、聚丙烯酸脂等防护涂料都是液体涂料。由于液体的粘度和表面张力等原因，涂层厚度不均匀，在棱、角等处涂层较薄，当元器件之间，基板之间仅有很小间距时，会因涂层流不到而形成气隙。涂层固化，烘干后会因溶剂或小分子助剂的挥发，产生收缩应力或形成微小针孔。这些传统涂层的介电强度一般也在2000v/25μm以下，因此必须经多次涂敷，用较厚的涂层才能实现较可靠的防护。

目前，常见的钕铁硼磁体的防腐方法主要有电镀、磷化、电泳等。但这些常规电镀方法普遍存在各种各样的问题，例如工艺稳定性不好，适用范围较窄，防腐能力不足，设备投资大，运行成本高等。市场中的电镀工艺中均或多或少的出现两个问题，一是没有减少前处理过程中的磁体损失，而前处理的磁通损失通常占总磁通损失的50％以上；二是化学镀镍磷层需要镀10μm以上，导致不能使总厚度降低，且成本较高，工艺控制难度也远高于电镀镍。因此，目前大多数钕铁硼电镀企业还是使用传统的镍铜镍电镀生产线，开发新覆膜技术或购买新覆膜设备都有很大难度和风险，因此急需找到一种钕铁硼磁体表明抗氧化抗腐蚀的方法，以解决上述问题。

现有技术中公开的一种新型钕铁硼磁体，包括钕铁硼基体，所述钕铁硼基体的外表面由内向外依次设置电绝缘涂层、耐腐蚀层和镀锌层，所述电绝缘涂层为纳米氮化硅涂层，其厚度为5μm～10μm，所述耐腐蚀层为环氧树脂涂层。所述环氧树脂涂层的厚度为30μm～50μm。其技术效果是通过在钕铁硼基体的外表面由内向外依次设置电绝缘涂层、耐腐蚀层和镀锌层，即纳米氮化硅使其对电绝缘，环氧树脂涂层则提高耐腐蚀性，从而获得既能对电绝缘又能耐腐蚀的新型钕铁硼磁体。这一块的可实施不强，因此急需找到一种钕铁硼磁体表明抗氧化抗腐蚀的方法，以解决上述问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明要解决的问题在于提供一种磁体的表面处理方法，用于提高磁体的抗腐蚀性，并降低磁体的热减磁率。

本发明提供了一种磁体的表面处理方法，包括以下步骤：

s1：对磁体材料进行粗加工，形成一磁体本体，且所述磁体本体的厚度不超过0.4mm；

s2：在磁体本体整体外表面包覆派瑞林过程；

在s2中，包覆派瑞林层的过程包括步骤：

s21：对磁体本体表面进行后续可进行包覆派瑞林表面的预处理；

s22：将预处理好的磁体本体设置到沉积室，并将所述沉积室密封并抽至真空；

s23：沉积室接收输入的派瑞林气体，将磁体本体在所述沉积室中均匀覆膜处理后静置预设时间内使磁体本体外表面完全包覆预设厚度的派瑞林层。

进一步地，根据预处理的磁体本体的体积以及预设派瑞林层的厚度确定派瑞林物料用量，将派瑞林物料处理为派瑞林气体后，进入沉积室中均匀覆膜处理后静置，磁体本体静置后完成覆膜。

进一步地，所述磁体本体表面的预处理进一步包括如下步骤：

s211：将防锈液、润滑剂、光亮剂、水在内的研磨液按比例进行混合配比；

s212：选取磨料，所述磨料尺寸大于预处理磁体本体的尺寸；

s213：将磨料、磁体本体按比例置于倒角研磨机腔体内，并将研磨机腔体内加满研磨液，并根据磁体本体表面弧度所需大小设定磨料对磁体本体进行倒角处理的时长；

s214：倒角结束后，将磁体本体、磨料混合物中的磁体本体和磨料进行分离，并对磁体本体进行吹干处理；

s215：将吹干后的磁体本体置入异丙醇(ipa)溶液中浸泡若干分钟后进行ipa超声清洗；

s216：将清洗好的磁体本体放入到偶联剂混合液中浸泡若干分钟；

s217：将耦合好的磁体本体在酒精中浸泡3ˉ5分钟，以清除磁体本体表面多余的偶联剂，并对磁体本体进行吹干处理得到预处理的磁体本体。

进一步地，在s211中，所述研磨液中防锈液、润滑剂、光亮剂、水按按体积为1:1:1:20的比例混合。

进一步地，在s216中，所述偶联剂混合液由水、酒精、偶联剂按体积50:50:1的比例进行配比，且不断搅拌混合若干时间后得到。

进一步地，将派瑞林物料放置到蒸发室中加热至180℃汽化，再传送至裂解室加热至690℃裂解后得到派瑞林气体。

进一步地，所述偶联剂采用a-174硅烷偶联剂。

进一步地，所述沉积室采用滚桶结构，所述磁体本体置于所述沉积室后，输入派瑞林气体，旋转所述沉积室，以使所述磁体本体表面覆膜均匀。

本发明提供了一种磁体，采用上述的磁体的表面处理方法制成，所述磁体本体的厚度不超过0.4mm；所述磁体本体的外表面整体包覆派瑞林层，所述派瑞林层的厚度为5ˉ20um。

本发明提供了一种磁体的表面处理系统，包括蒸发室、裂解室以及沉积室；所述沉积室采用滚桶结构；所述蒸发室与所述裂解室连通；所述裂解室与所述沉积室连通；

所述沉积室内投入磁体本体；

所述蒸发室内投放派瑞林物料；

所述派瑞林物料经所述蒸发室汽化后进入所述裂解室后裂解为派瑞林气体；所述派瑞林气体进入所述沉积室；通过转动所述沉积室使所述磁体本体表面均匀包覆所述派瑞林层。

本发明提供了一种磁体的表面处理方法的应用，采用上述的磁体的表面处理方法制成，所述磁体为钕铁硼磁体。

本发明结合派瑞林涂层工艺和磁体覆膜工艺，降低磁体表面的氧化能力，提高磁体的抗蚀性，相比电镀磁体工艺，本发明使磁通损失率降低至现有覆膜工艺的50％，且降低了毛坯生产的成本。进一步地，本发明可以替代传统的磁体电镀生产线，从而降低企业生产成本，提高产品性能。

附图说明

图1为磁体本体表面包覆派瑞林流程图；

图2为磁体本体表面包覆派瑞林流程图；

图3为沉积室中磁体本体包覆派瑞林示意图；

图4为磁体本体预处理流程图。

附图标号：100-磁体本体，200-派瑞林气体，300-派瑞林层。

具体实施方式

关于派瑞林(parylene)，中文名为聚对二甲苯，是一种高分子热可塑性聚合体，由单体对二甲苯在真空状态下均匀分布在被涂装物的缝隙和表层然后聚合。运用气相沉积的处理技术，可以于物体表面均匀涂覆形成膜厚，是一种保护性高分子材料。派瑞林可在真空下气相沉积，派瑞林活性分子的良好穿透力能在元件内部、底部，周围形成无针孔，厚度均匀的透明绝缘涂层，给元件提供一个完整的优质防护涂层，抵御酸碱、盐雾、霉菌及各种腐蚀性气件的侵害，这种室温沉积制备的0.1～100μm薄膜涂层，厚度均匀、致密无针孔、透明无应力、不含助剂、不损伤工件、有优异的电绝缘性和防护性，是当代最有效的防潮、防霉、防腐、防盐雾涂层材料。然而，同时也存在一些不足，当在基材表面沉积派瑞林时，基材表面的洁净程度和基材本身的表面能等会对派瑞林和基材之间的结合力带来很大的影响。因此在沉积派瑞林之前对基材的表面处理工艺显得尤其重要和繁琐，不仅增加了操作成本，而且如果处理不当会对制品的性能造成影响。所以在保持派瑞林良好的防护性能的同时而不影响其与基材的结合力，是具有很大的研究意义和实用价值。

另外，对于解决0.4mm钕铁硼材料的热减磁问题，本技术方案和其他磁体表面处理方式相比，不仅大大提高了防氧化的能力，具体根据盐雾试验测得，其寿命从普通磁体镀镍的24小时提高到3年以上，从而大大降低了表面处理引起的热减磁率，进而测量到其热减磁率从10％减少到0，因此对企业生产成本，产品的性能具有很大的实用价值。

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施方式一，参考图1所示。

s1：对磁体材料进行粗加工，形成一磁体本体100，且磁体本体的厚度不超过0.4mm；

其中，生产厂家在将需要的磁体材料生产出来时，呈现为比较大的结构体，需要根据需求将这些磁体材料进行切割，切割为所需要规格大小的磁体本体100。而这些磁体本体100在应用到工业生产中时，需要对表面进行处理，从而避免由于磁体本体100表面氧化腐蚀带来一定的损害。

s2：在磁体本体100整体外表面包覆派瑞林过程；

在本例中采用派瑞林对磁体本体100表面进行保护处理，进一步地，参考图2所示，在s2中，包覆派瑞林层的过程包括步骤：

s21：对磁体本体100表面进行后续可进行包覆派瑞林层300的表面的预处理，以达到对磁体本体100表面进行后续可进行包覆派瑞林层表面的要求；

s22：将预处理好的磁体本体100设置到沉积室，并将沉积室密封并抽至真空；

s23：沉积室接收输入的派瑞林气体，将磁体本体100在所述沉积室中均匀覆膜处理后静置预设时间内使磁体本体100外表面完全包覆预设厚度的派瑞林层300。

根据预处理后的磁体本体的体积以及预设派瑞林层的厚度确定派瑞林物料用量，将派瑞林物料处理为派瑞林气体后，进入沉积室中均匀覆膜处理后静置，磁体本体静置后完成覆膜。具体地，派瑞林气体的产生通常对派瑞林物料进行汽化处理后裂解处理形成派瑞林气体200，然后将派瑞林气体200输送至沉积室；本例中，将派瑞林物料放置到蒸发室中加热至180℃汽化，再传送至裂解室加热至690℃裂解后得到派瑞林气体200。

可以理解为，派瑞林气源200的产生位于沉积室外部，待派瑞林气体200达到所需状态后，传输到沉积室中。

根据预处理后的磁体本体100的体积以及预设派瑞林层300的厚度确定派瑞林物料的用量，将派瑞林物料处理为派瑞林气体200后，进入沉积室中均匀覆膜处理后静置，磁体本体100静置后完成覆膜。沉积室采用滚桶结构，磁体本体100置于沉积室后，输入派瑞林气体200，旋转沉积室，以使磁体本体100表面覆膜均匀。

其中，关于派瑞林层300的预设厚度可以理解为从派瑞林物料用量、均匀处理后的静置时长以及沉积室内设置磁体本体100的腔体体积，将磁体本体100在沉积室中静置预设时间后，以使磁体本体100外表面完全包覆预设厚度的派瑞林层300。

具体地，派瑞林材料放置到蒸发室中加热至180℃汽化，再传送至裂解室加热至690℃裂解后得到派瑞林气体。派瑞林气体进入沉积室后静置，并根据需求预设静置时间，不同时间段得到的磁体本体表面的派瑞林层的厚度不一样。本例中，将磁体本体沉积静置150分钟覆膜，磁体本体表面包覆5-20um的派瑞林层300。当然也可以更久更厚，但是作为批量加工的产品，静置覆膜150分钟为最优。

其中，如图3所示先将磁体本体100放入沉积室中，关闭沉积室密封，将沉积室中的空气从排气口抽出，且将沉积室抽至真空，将派瑞林物料投入到蒸发室中，加热汽化，输入到裂解室裂解处理，形成派瑞林气体，派瑞林气体200进入沉积室，转动沉积室，对磁体本体100进行均匀覆膜处理后预设静置时间，使磁体本体外表面完全包覆派瑞林层后，直至需要的派瑞林层300厚度。

当然，通常取出的覆膜完成的磁体本体100还需要再进一步检测，将覆膜完成的磁体本体100放置在检测台上，进行人工检测。

实施方式二

参考图4，对磁体本体表面在包覆派瑞林前的预处理包括如下步骤：

s211：将防锈液、润滑剂、光亮剂、水在内的研磨液按比例进行混合配比；

优选所述研磨液中防锈液、润滑剂、光亮剂、水按按体积为1:1:1:20的比例混合。当然也可以其他比例，按生产过程中产品需求。

s212：选取磨料，所述磨料尺寸大于预处理磁体本体的尺寸；

由于本技术方案中采用的磁体本体的厚度不超过0.4mm，通常磨料采用绿色高铝瓷或白色氧化锆三星型或棕刚玉。当磨料采用绿色高铝瓷时，磨料的规格一般为4mm*10mm，在倒角研磨机腔体内的磁体与磨料的质量配比为1:2，研磨机的转速为100r/m，时长为60分钟，绿色高铝瓷适合长条或方片型磁体，磁体的长度不超过磨料的长度，否则在倒角研磨时，磁体会产生断裂。因此，若磁体长度超过磨料长度，那么不建议使用。当磨料采用白色氧化锆三星型时，磨料的规格一般为4mm*4mm，在倒角研磨机腔体内的磁体与磨料的质量配比为1:2，研磨机的转速为100r/m，时长为60分钟，白色氧化锆三星型适合t型或尖角或三角形或圆形或不规则形或其他形状的磁体，因为该形状的磨料为立体三角，便于时磁体表面受力均匀。当磨料采用棕刚玉时，磨料的规格一般为2mm*2mm，在倒角研磨机腔体内的磁体与磨料的质量配比为1:2，研磨机的转速为60r/m，时长为60分钟，棕刚玉适合钐钴或微型或者微型不规则的磁体，且适合易碎/不对称之类的磁石。且倒角研磨机中转速为60r/m，不易使磁体断裂。

s213：将磨料、磁体本体按比例置于倒角研磨机腔体内，并将研磨机腔体内加满研磨液，并根据磁体本体100表面弧度所需大小设定磨料对磁体本体100进行倒角处理的时长；

本步骤的实施方式中，磨料对磁体本体100进行60分钟的倒角处理。当然也可以更久，但作为产品的批量加工，超过60分钟，会提高生产成本，低于60分钟，倒角处理不彻底。其中，研磨机在转动过程中，磨料和磁体本体在翻滚过程中产生热量，研磨液可以进行降温，另外为避免在翻滚倒角过程中磨料或者磁体本体会甩出研磨机腔体中，因此将研磨机腔体中加满研磨液，从而使得研磨液的阻力抵消翻滚过程中产生的离心力。

s214：倒角结束后，将磁体本体100、磨料混合物中的磁体本体100和磨料进行分离，并对磁体本体进行吹干处理；

为使磨料循环使用，通常倒角处理前后需要对磁体本体100进行称重处理，首先将预覆膜的磁体本体100进行称重并记录数据，倒角结束后，将筛选出的磁体本体100吹干后再进行称重，对比前后称重记录的数据，避免筛选后将磁体本体混入到磨料中，影响下一批倒角操作。

s215：将吹干后的磁体本体100置入异丙醇(ipa)溶液中浸泡15分钟后进行30分钟的ipa超声清洗；

当然，也可以使用酒精作为浸泡液，但是酒精的成本高于ipa溶液。浸泡15分钟后对磁体本体100表面的脏污进行沉淀过滤，从而使ipa超声清洗磁体本体表面比较难以去除的脏污，从而使磁体本体100表面满足覆膜前的洁净要求。

其中在ipa浸泡时，ipa溶液需要浸过磁体本体顶端。使磁体本体100表面充分活化，从而便于ipa超声清洗。进一步地进行超声清洗。当然在进行ipa超声清洗时，去除杂质可从ipa溶液的颜色进行判断，当ipa溶液的颜色达到轻度范围即可进行ipa溶液更换。

s216：将清洗好的磁体本体放入到偶联剂混合液中浸泡20分钟；

具体地，本例中的偶联剂混合液由水、酒精、偶联剂按体积50:50:1的比例进行配比并不断搅拌混合2小时后得到，且混合2-24小时内使用。其中该偶联剂在混合配比2个小时内需要不停搅拌。该混合液有效时长为24个小时，即在混合后2-24小时内使用。

偶联剂采用a-174硅烷偶联剂。具体地，硅烷偶联剂的表面能较低，润湿能力较高，能均匀地分布在被处理表面，从而提高异种材料间的相容性和分散性。硅烷偶联剂的作用在于改善了有机材料对增强材料的润湿能力。进一步地，硅烷偶联剂在不同材料界面的偶联过程是一个复杂的液固表面物理化学过程。首先，硅烷偶联剂的粘度及表面张力低、润湿能力较高，对玻璃、陶瓷及金属表面的接触角很小，可在其表面迅速铺展开，使无机材料表面被硅烷偶联剂湿润；其次，一旦硅烷偶联剂在其表面铺展开，材料表面被浸润，硅烷偶联剂分子上的两种基团便分别向极性相近的表面扩散，由于大气中的材料表面总吸附着薄薄的水层，一端的烷氧基便水解生成硅羟基，取向于无机材料表面，同时与材料表面的羟基发生水解缩聚反应；有机基团则取向于有机材料表面，在交联固化中，二者发生化学反应，从而完成了异种材料间的偶联过程。

s217：将耦合好的磁体本体在酒精中浸泡3ˉ5分钟，以清除磁体本体表面多余的偶联剂，并对磁体本体进行吹干处理得到预处理的磁体本体。即吹干的磁体本体表面干燥，各磁体本体间没有粘连。本例采用离子风扇吹干磁体本体。

实施方式三

一种磁体，采用实施方式一所用的覆膜方法，使磁体本体100包覆派瑞林层300；本例中，将磁体本体100在沉积室静置150分钟覆膜，磁体本体100的外表面整体包覆派瑞林层300的厚度为5ˉ20um。

实施方式四

参考图3，一种磁体的表面处理系统，应用于实施方式一所用的覆膜方法，包括蒸发室、裂解室以及沉积室；沉积室内采用滚桶结构；蒸发室与裂解室连通；裂解室与沉积室连通；滚桶内投入磁体本体；蒸发室内投放派瑞林物料；派瑞林物料经蒸发室汽化后进入裂解室后裂解为派瑞林气体；派瑞林气体进入沉积室；通过转动沉积室使磁体本体表面均匀包覆派瑞林层。

实施方式五

一种磁体的表面处理方法的应用，采用如实施方式一的方法制成，在本实施方式中，磁体本体100为钕铁硼磁体。

磁体的应用例

一种马达，包括磁体本体100和感应线圈；磁体本体100为环状结构，感应线圈布置于磁体本体100所在的磁场内侧或外周上以面对磁体本体100，磁体本体100整体表面包覆有派瑞林层300。从而使得感应线圈在旋转时，不断切割磁体本体100所产生的磁场而发出稳定的电能。且避免马达长久使用后，磁通量降低的情况。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明而非限制本发明所描述的技术方案，因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。