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一次帶你了解磷化、電鍍、化學(xué)鍍、電泳等釹鐵硼常見鍍層方法
添加時間:2020-06-03

我們都知道燒結(jié)釹鐵硼永磁材料是采用粉末冶金工藝生產(chǎn),是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑粉末材料,內(nèi)部存在微小孔隙,在空氣中富Nd相易氧化。材料被腐蝕或組分破壞后,日久將造成磁性能的衰減甚至喪失,從而影響整機(jī)的使用性能和壽命,所以使用前必須進(jìn)行嚴(yán)格的防腐處理。之前懂磁帝也有文章為大家介紹過幾種常見鍍層,今天我們將系統(tǒng)地為大家梳理和比較一下釹鐵硼常見的鍍層。

表面防護(hù)處理可以分為干法和濕法兩大類

濕法是磁體在純水、無機(jī)溶液或有機(jī)溶液下實施的表面防護(hù)處理,如電鍍、化學(xué)鍍、電泳、噴涂和浸涂等。干法是磁體不接觸溶液,通過物理或化學(xué)過程實施的表面防護(hù)處理,如物理氣相沉積(PVD)和化學(xué)氣相沉積(CVD)。其中物理氣相沉積包括真空蒸發(fā)鍍、真空濺射鍍和離子鍍(IVD)。不同涂覆方法各有所長,需要針對不同的應(yīng)用環(huán)境要求來做選擇。

一次帶你了解磷化、電鍍、化學(xué)鍍、電泳等釹鐵硼常見鍍層方法(圖1)胡伯平,饒曉雷,王亦忠. 稀土永磁材料(上冊)[M]. 北京:冶金工業(yè)出版社,2017

濕法表面處理

主要方法有磷化、電鍍、化學(xué)鍍、電泳、噴涂和浸涂等方法,可以單獨使用也可以聯(lián)合使用。

1. 磷化

磷化過程是將磁體放入含有磷酸鹽的溶液中,溶液與磁體表面發(fā)生反應(yīng),形成一層磷化膜的過程。磷化膜一般呈灰色,難容于水,所以能改善磁體的吸水性和耐腐蝕性,可以單獨用來對付短期的抗腐蝕要求或使用環(huán)境要求不高的場合。

點擊了解更多關(guān)于磷化的知識

一次帶你了解磷化、電鍍、化學(xué)鍍、電泳等釹鐵硼常見鍍層方法(圖2)

2. 電鍍

電鍍過程是將磁體接到直流電源陰極,浸入含有鍍層材料陽離子的溶液中,陽離子在電場作用下會遷移到陰極并轉(zhuǎn)化成金屬原子結(jié)晶到磁體表面。

燒結(jié)釹鐵硼常用的有鍍鋅和鍍鎳,以及鎳銅鎳復(fù)合鍍。

在干燥空氣中比較穩(wěn)定,在潮濕空氣或含氧的水中則會生成碳酸鋅薄膜,可延緩鋅的腐蝕速度,但在酸堿鹽溶液、海洋性大氣、高溫高濕空氣中耐腐蝕性較差,鈍化處理可顯著提升鋅鍍層的耐蝕性。容易與空氣中的氧形成極薄的鈍化膜,在常溫下對大氣、堿和一些酸有很好的耐腐蝕性,因此鍍鎳成為燒結(jié)釹鐵硼最普遍的電鍍方式。但是,鎳是一種優(yōu)秀的軟磁材料,對基體磁性會形成屏蔽,當(dāng)磁體體積小或很薄的時候屏蔽尤為明顯。單層鎳的侵蝕風(fēng)險比較高,多層鍍或復(fù)合鍍能很好地解決這個問題。的化學(xué)性質(zhì)活潑,容易生銹,所以一般不單獨使用,而是作為底鍍層或中間層來提高基底與表面鍍層的結(jié)合力。點擊了解更多電鍍相關(guān)知識(不同鍍層的使用場景、耐腐性等)燒結(jié)釹鐵硼不同鍍層的耐腐蝕性(鹽霧試驗和PTC)

一次帶你了解磷化、電鍍、化學(xué)鍍、電泳等釹鐵硼常見鍍層方法(圖3)

3. 化學(xué)鍍

化學(xué)鍍與電鍍一樣,也是通過氧化還原反應(yīng),鍍液中的金屬離子還原成原子附著在磁體表層,不同的是沒有電流來吸引離子、增強(qiáng)原子附著力,所以需要有還原劑在鍍液中共存,基體表面還需要催化。無需電源是化學(xué)鍍的最大優(yōu)點,它可以在形狀復(fù)雜的磁體表面形成厚度均勻的鍍層,鍍層硬度高、空隙小、化學(xué)穩(wěn)定性高。

4. 電泳

與磷化和電鍍不同,電泳、噴涂和浸涂形成的表面保護(hù)層是有機(jī)物。電泳是在外電場的作用下導(dǎo)電分散介質(zhì)中的帶電膠體顆粒向異向電極定向移動的現(xiàn)象,電泳涂裝利用這個特性使帶電的有機(jī)涂料分子(通常是環(huán)氧樹脂)牢固地吸附在作為異性電極的磁體表面,磁體從電泳槽中取出后再經(jīng)過固化形成致密的保護(hù)膜。

點擊了解更多電泳相關(guān)知識(優(yōu)缺點、分類及工藝流程)釹鐵硼表面處理之——電泳

一次帶你了解磷化、電鍍、化學(xué)鍍、電泳等釹鐵硼常見鍍層方法(圖4)

干法表面處理

在干法涂裝中磁體的倒角和去油的步驟與濕法涂裝近似,但干法涂裝不需要將磁體的倒角做的很大,因為干法涂裝的膜厚更均勻,同等腐蝕條件下膜厚低,邊角效應(yīng)比較小。

1. 物理氣相沉積(PVD)——真空離子蒸發(fā)鍍(IVD)

真空離子蒸發(fā)鍍是物理氣相沉積法的一種,由真空蒸鍍工藝發(fā)展來的。真空蒸鍍是在真空環(huán)境下將待鍍的金屬材料經(jīng)電阻加熱、電弧加熱或濺射等方法蒸發(fā),原子態(tài)的金屬在磁體表面沉積,結(jié)晶生長成完整覆蓋磁體的金屬膜,其中工藝最成熟的是電阻加熱蒸發(fā)鍍鋁。真空離子鍍通過在蒸發(fā)源和磁體之間加載高的負(fù)偏壓,加速了鋁蒸汽的沉積速度,進(jìn)一步提高了磁體對鋁膜的附著力。

2. 化學(xué)氣相沉積(CVD)

化學(xué)氣相沉積對二甲苯聚合物(Parylene派瑞林)的應(yīng)用是近年來發(fā)展到釹鐵硼表面防護(hù)領(lǐng)域的,涂覆過程在真空環(huán)境下進(jìn)行,將派瑞林加熱升華為氣象單體,然后在溫度較低的磁體表面沉積,并聚合成固態(tài)的派瑞林薄膜。Parylen具有極低的水汽透過率,能提供優(yōu)異的防潮抗腐蝕防護(hù)。