NdFeB磁体前处理工艺、电镀Ni-W-P合金性能及其退镀工艺研究

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NdFeB永磁材料因其优异的磁性能而被称为“磁王”,具备极高的磁能积和矫顽力,同时具有高能量密度等优点使其在现代工业和电子技术中获得了广阔的市场前景。但由于其表面疏松、多孔、极易氧化腐蚀等很多缺陷限制了它的应用范围。尽管目前有关提高烧结NdFeB磁体耐腐蚀性的研究取得了一定的进展,但从磁体广泛使用的角度来说,现有技术仍然无法从根本上解决磁体耐蚀性差的问题。本文综述了NdFeB磁体的腐蚀原因与腐蚀机理、电镀前处理工艺、磁体表面防护处理以及NdFeB磁体表面不合格镀层退镀工艺的研究进展。针对目前NdFeB磁体前处理工艺中存在的缺陷,开发了NdFeB磁体一步酸洗活化电镀前处理工艺,用一步草酸酸洗活化处理法取代目前常用的强酸含氟的酸洗和活化两步处理法。本文研究了酸洗活化的操作工艺,并分析了NdFeB磁体一步酸洗活化机理,同时与常用的酸洗活化工艺进行了比较。NiWP电镀层具有高硬度、高热稳定性、高耐磨性、优异的耐腐蚀性能等具有广阔的应用前景,然而迄今有关在NdFeB磁体表面直接电镀NiWP合金镀层的研究还未见报道。采用新开发的一步草酸酸洗活化电镀前处理工艺,成功在NdFeB磁体上电沉积结合力好、耐蚀性能优异的NiWP合金镀层,同时研究了NdFeB磁体表面不合格NiWP镀层的退镀工艺,研究结果如下:1. NdFeB磁体电镀前处理工艺研究一步草酸酸洗活化处理可取代常用的酸洗和活化两步处理达到双重功效。由含钕和铁的草酸盐活化膜能有效改善基底在随后工序中的耐蚀性。通过研究前处理工艺对镀层与磁体结合力的影响来优化碱性除油和草酸酸洗活化工艺。由实验结果可知,NdFeB磁体最佳前处理工艺为:(1)碱性化学除油,NaOH的浓度为6g/L,Na2CO3的浓度为50g/L,Na3PO4的浓度为70g/L,十二烷基硫酸钠的浓度为0.5g/L,甲酸调节pH9-9.5,温度65-70℃,超声波辅助除油;(2)草酸酸洗活化,草酸的浓度为0.5mol/L,室温,活化时间2-4min。同时将传统的前处理工艺与草酸酸洗活化前处理工艺进行比较,结果表明,经过草酸酸洗活化后NdFeB磁体均匀的电化学表面状态更利于提高镀层与磁体的结合力。2. NdFeB磁体直接电镀NiWP合金性能研究采用草酸酸洗活化工艺首次成功在NdFeB磁体表面电沉积NiWP合金镀层,系统研究了NdFeB磁体表面NiWP电镀层的性能。实验表明,NdFeB磁体经过一步草酸酸洗活化后,可以直接电沉积获得结合力好,耐蚀性能优异的NiWP合金镀层。涂覆NiWP合金镀层的磁体在酸性、中性和碱性介质中均具备优异的耐腐蚀性能,盐雾实验可以达到1024h而表面无点蚀现象出现。另外,在NdFeB磁体表面涂覆NiWP合金镀层后对磁体的磁性能影响不大。3. NdFeB磁体不合格NiWP电镀层退除工艺研究针对NdFeB磁体的特殊性以及NiWP电镀层优异的耐腐蚀性能,研究出一种能够无损退除NdFeB表面不良钨合金镀层的退镀工艺,具有重要的研究价值。实验表明,在草酸浓度为0.5mol/L,磷酸浓度为50ml/L,电流密度为20A/dm2,温度控制在35-45℃的条件下进行不合格镀层的退镀,不仅可以保证较高的退镀速度,还可以达到保护NdFeB磁体以及获得良好表观性能的效果。
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