釹鐵硼磁體表面化學(xué)鍍Ni－Cu－P 合金工藝及性能研究?

王 勇，張祖軍

（西南科技大學(xué) 工程技術(shù)中心，四川 綿陽 621010）

0 引言

釹鐵硼作為第三代稀土永磁材料，具有優(yōu)良的磁性能和高的性價比，應(yīng)用范圍十分廣泛［1］。但是釹鐵硼是多相組織，各相之間存在著較大的化學(xué)電位差。在潮濕的工作環(huán)境下，由于富釹相的存在，磁體易產(chǎn)生晶間腐蝕，導(dǎo)致磁性減弱，這已經(jīng)成為擴大其應(yīng)用的一個主要障礙。

目前提高釹鐵硼磁體耐腐蝕性能的方法有兩種：①通過在磁體中添加某些合金元素，改善磁體本身的防腐蝕性能，但同時也會降低其磁性能；②對磁體進行表面防護處理，主要有電鍍、化學(xué)鍍等［2］。

化學(xué)鍍具有高均鍍性、高防護性、無明顯邊角效應(yīng)、對施鍍樣件無任何形狀限制、設(shè)備簡單等優(yōu)勢，在化工、機械、電子等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。因此本文研究了釹鐵硼基體上化學(xué)鍍Ni－Cu－P合金及其性能。

1 實驗方法

1.1 實驗材料

基體材料為燒結(jié)型Nd－Fe－B 磁體，規(guī)格為40 mm×20mm×5mm。

1.2 工藝規(guī)范

采用超聲波有機溶劑除油，然后采用硬脂酸鋅對Nd－Fe－B樣件體進行封孔，采用HNO3加少量尿素的方法對Nd－Fe－B試件進行酸洗出光處理，采用磺基水楊酸和氟化氫銨溶液進行活化處理，并用去離子水洗凈。本實驗采用Ni－Cu－P鍍液PH 值為7.5～9.5，溫度為（80±2）℃。Ni－Cu－P化學(xué)鍍鍍液配方及工藝條件見表1。

水浴加熱到實驗溫度后，將處理好的樣件放入鍍液中，每30min用氨水調(diào)整一次鍍液的PH 值，施鍍時間為150min。施鍍完成后將鍍件取出，放入溫水中浸泡片刻，然后用流水沖洗、烘干，施鍍過程結(jié)束。

表1 Ni－Cu－P化學(xué)鍍鍍液配方及工藝條件

2 結(jié)果與討論

2.1 鍍層外觀

施鍍150 min后取出樣件，鍍層外觀形貌如圖1所示。該鍍層光滑，有金屬光澤，略顯銀白色，鍍層細(xì)致均勻，無明顯缺陷，鍍層宏觀結(jié)合力良好。

圖1 鍍層外觀形貌

2.2 鍍層微觀形貌分析

采用型號為Ultra55的掃描電子顯微鏡觀察復(fù)合鍍層微觀組織形貌，如圖2所示。在放大1 000倍時，可以清楚地看到Ni－Cu－P鍍層呈胞狀結(jié)構(gòu)，顆粒較均勻，晶體數(shù)目、體積較大，表明該鍍層質(zhì)量較好。

2.3 X 射線衍射分析

鍍層的組織結(jié)構(gòu)對其性能具有決定性的影響。采用X′pertMPDPro 型X 射線衍射儀分析鍍層結(jié)構(gòu)。鍍層的X 射線衍射圖像如圖3所示，Ni－Cu－P鍍層在2θ＝45°（θ為衍射角）左右時出現(xiàn)了鎳的衍射峰和銅的衍射峰，在主峰旁有新的峰包生成，但是此時鍍層只是小尺度晶化，處于非晶和晶態(tài)之間的微晶狀態(tài)，所以鍍層的耐腐蝕性變化不大。

圖2 鍍層微觀形貌

2.4 鍍層的結(jié)合力

鍍層結(jié)合力采用銼刀實驗法和熱淬法來定性地測量結(jié)合強度［3］。Ni－Cu－P鍍層厚度在30μm，用銼刀以45°方向銼鍍層棱邊，銼痕光滑不起皮；采用熱淬法時，將樣件加熱到300 ℃，保溫30min，取出后立即放入冷水中，經(jīng)多次循環(huán)后，表面無鼓包、開裂或脫落等現(xiàn)象，表明本實驗條件下，采用該工藝得到的合金鍍層結(jié)合力優(yōu)良。

圖3 鍍層的X 射線衍射圖像

3 結(jié)論

經(jīng)過對鍍層微觀形貌及X 射線衍射等性能的測試與分析表明：通過該工藝得到的Ni－Cu－P鍍層表面光潔，鍍層均勻，結(jié)合力良好，符合工業(yè)應(yīng)用要求。

［1］ 于升學(xué).Nd－Fe－B永磁體化學(xué)鍍Ni－Cu－P工藝研究［J］.稀土，2002，23（2）：71－72.

［2］ 任博勝.稀土永磁材料的開發(fā)和應(yīng)用［M］.南京：東南大學(xué)出版社，1989.

［3］ 遲毅，張磊.化學(xué)鍍非晶態(tài)Ni－P鍍層的結(jié)合力強度研究［J］.電化學(xué)，1998，4（1）：47－53.