一种钕铁硼稀土永磁体表面含氟金属涂层及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于防腐表面处理技术领域，特别涉及一种钕铁硼稀土永磁体表面含氟金 属涂层及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 钕铁硼稀土永磁体以其优良的磁性能，被广泛用于各种永磁电机、风力发电、核磁 共振成像，计算机硬盘驱动器，手机的振动马达，音响等领域。然而钕铁硼由于含有稀土元 素，易被氧化，尤其是晶界处的富钕相特别容易被腐蚀，因此在应用中，通常需要对磁体进 行表面防腐处理。目前广泛采用的防腐方法是电镀。在钕铁硼表面沉积锌，或镍铜镍薄层， 隔绝钕铁硼与外部环境的接触，从而保护钕铁硼磁体不被腐蚀。但是传统的电镀技术中，电 镀液属于酸性，因此电镀初始阶段对磁体表面造成微腐蚀，形成了不利电镀的表面，电镀后 造成电镀层的结合力下降，镀层容易出现针孔等缺陷，严重过影响了电镀层的防腐效果。此 外锌、镍层的电镀废液对环境有较大污染，这些缺点严重制约了其在相关领域的进一步应 用。因此一种全新的高质量、无污染的涂层技术急需被开发。
【发明内容】
[0003] 为了提高钕铁硼稀土永磁体表面涂层的防腐性能和涂层与基体的结合能力，本发 明提供一种钕铁硼稀土永磁体表面含氟金属涂层及其制备方法，通过喷涂或浸渍，将含有 聚四氟乙烯和金属粉末颗粒的树脂涂料，涂覆在钕铁硼磁体表面，然后通过后续热处理，使 其硬化，获得密实的耐蚀涂层。
[0004] -种钕铁硼稀土永磁体表面含氟金属涂层，厚度为5~40μπι，成分按质量比为，聚 四氟乙烯：固体粉末:粘接剂=(1~30): (2~30): (20~40);其中，聚四氟乙烯的粒度为0.1 ~20μπι;固体粉末为Ti粉、Ti02粉、Α1粉、Ζη粉中一种或几种，粒度为0.1~50μπι;粘结剂为环 氧类树脂、酚醛类树脂、硅溶胶、聚炳烯酰胺、混合树脂Ρ-200中的一种。
[0005] -种钕铁硼稀土永磁体表面含氟金属涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0006] 步骤1，钕铁硼稀土永磁体表面预处理：
[0007] 采用方法（1)或方法(2):
[0008] (1)除油和酸洗:在钕铁硼稀土永磁体表面，采用金属洗涤剂在40~80°C下除油5 ~60min;采用pH值为1~5的稀硫酸或稀盐酸，酸洗5~120s，然后在室温~100°C下干燥；
[0009] (2)喷砂:采用喷枪将粒度为400~1000目的砂粒喷到钕铁硼稀土永磁体表面，将 钕铁硼稀土永磁体表面的氧化层除掉，露出灰白色的新鲜表面为止；其中，喷气压力1~ 15MPa；
[0010] 步骤2,涂层的制备：
[0011] 采用方法（1)或方法(2):
[0012] (1)采用离心浸甩法制备涂层，具体过程如下：
[0013] a.浸甩：
[0014]将表面经预处理后的钕铁硼稀土永磁体，浸入到涂料中；离心旋转1~lOmin，离心 转速为1 〇~3 0 0r p m，涂料均勾的涂在磁体表面上;其中，涂料的粘度为10~8 0 S;涂料的成 分，按质量百分数为:聚四氟乙烯为1~30%，固体粉末为2~30%，粘接剂为20~40%，稀释 剂为20~40%，表面活性剂为1~3%，分散剂为1~3%;聚四氟乙烯的粒度为0.1~20μπι;固 体粉末为Ti粉、Ti〇2粉、Α1粉、Ζη粉中一种或几种，粒度为0.1~50μηι ;粘结剂为环氧类树脂、 酚醛类树脂、硅溶胶、聚炳烯酰胺、混合树脂Ρ-200中的一种;稀释剂为Ν，Ν-二甲基甲酰胺、 Ν-甲基吡咯烷酮、甲苯、环己酮、甲乙酮、丙酮、正丁醇、二环氧丙烷乙基醚的一种或几种;表 面活性剂为0Ρ-9;分散剂为硅烷偶联剂ΚΗ550\560\792中的一种；
[0015] b.热处理:将表面涂有涂料的钕铁硼稀土永磁体放入热处理炉中，在150~320°C 下加热10~180min;
[0016] c.重复浸甩、热处理过程至少1次，制得厚度为5~40μπι的涂层；
[0017] (2)采用喷涂法制备涂层，具体过程如下：
[0018] a.喷涂：
[0019]按体积比，钕铁硼稀土永磁体:钢珠=(1~10): 4，装入带有喷涂、滚动的设备中； 在40~150°C，喷涂压力为0.2~15MPa下，喷涂10~30min，将涂料喷涂到钕铁硼稀土永磁体 表面;其中，钢珠的直径为0.1~lcm;涂料的粘度为10~80s;涂料的成分，按质量百分数为： 聚四氟乙烯为1~30%，固体粉末为2~30%，粘接剂为20~40%，稀释剂为20~40%，表面 活性剂为1~3%，分散剂为1~3%;聚四氟乙烯的粒度为0.1~20μπι;固体粉末为Ti粉、Ti0 2 粉、A1粉、Ζη粉中一种或几种，粒度为0.1~50μπι;粘结剂为环氧类树脂、酚醛类树脂、硅溶 胶、聚炳烯酰胺、混合树脂Ρ-200中的一种;稀释剂为Ν，Ν-二甲基甲酰胺、Ν-甲基吡咯烷酮、 甲苯、环己酮、甲乙酮、丙酮、正丁醇、二环氧丙烷乙基醚的一种或几种;表面活性剂为0Ρ-9; 分散剂为硅烷偶联剂ΚΗ550\560\792中的一种；
[0020] b.热处理:将表面涂有涂料的钕铁硼稀土永磁体放入热处理炉中，在150~320°C 下加热10~180min;
[0021] c.重复喷涂、热处理过程至少1次，制得厚度为5~40μπι的耐蚀涂层。
[0022] 上述的步骤1中，当钕铁硼稀土永磁体体积小于0.5cm3时，采用方法（1);当钕铁硼 稀土永磁体体积为0.5~lcm 3时，采用方法（1)或方法（2);当钕铁硼稀土永磁体体积大于 lcm3时，米用方法（2);
[0023] 上述的步骤2中，所用的涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0024] 步骤1，按质量百分数，将聚四氟乙烯、固体粉末、稀释剂进行混合，在常温密封连 续搅拌10~48h，形成黏度为10~80s的金属粉衆或悬池液；
[0025] 步骤2,按质量百分数，将金属粉浆或悬浊液与粘接剂混合均匀后，加入表面活性 剂、分散剂，搅拌均勾，得到涂料。
[0026]本发明的一种钕铁硼稀土永磁体表面含氟金属涂层及其制备方法，与现有电镀和 涂覆技术相比，特点和有益效果为：
[0027] 1、本发明使用的涂料中含有较稳定、耐蚀的金属粉末，例如Ti粉、Ζη粉、A1粉等;粉 末之间互相搭接形成良好的保护层，可以有效阻止磁体和外界腐蚀环境接触，保护磁体；
[0028] 2、涂料的固体粉末尺寸小、比面积大、表面活性高，具有较强的吸附性;涂料中的 有机粘接剂，热处理后，有机粘接剂固化，将金属粉末联接到一起，形成稳定具有一定强度 的结构；
[0029] 3、涂料涂覆过程中，不使用酸性镀液，预处理后，磁体的新鲜表面不被破坏，可有 效提高涂层与磁体间的表面结合力;此外，由于没有酸性废液，因此不对环境造成污染，属 于绿色环保的涂层工艺；
[0030] 4、本发明使用含氟的表面涂料，聚四氟乙烯具有非常优良的耐蚀性能，聚四氟乙 稀粉末的加入，可以进一步提尚传统涂料的耐蚀性，获得良好表面涂层性能，显者提尚钦铁 硼稀土永磁体表面的防腐能力，延长使用寿命;聚四氟乙烯具有超强耐冲击性和低摩擦系 数，因此涂料本身具有自润滑性能;此外传统涂料的粘接剂耐热性能较差，而聚四氟乙烯具 有更高的熔点和软化点，从而提高了涂料的耐热性能。
[0031] 由于钕铁硼磁体在电子、信息、电机、航空、航海、航天等领域都具有重要应用，本 发明希望替代现有的钕铁硼电镀防腐技术，因此具有非常广阔的应用前景。
【附图说明】
[0032] 图1为本发明实施例1中制备的含氟金属涂层的扫描电镜照片；
[0033] 图2为本发明实施例2中制备的含氟金属涂层的扫描电镜照片；
[0034] 图3为本发明实施例3中制备的含氟金属涂层的扫描电镜照片。
【具体实施方式】
[0035] 本发明实施例中采用的含氟金属涂层制备设备包括喷枪、旋转滚喷设备、离心浸 甩设备、热处理炉、黏度杯、球磨机等设备。
[0036] 本发明实施例中喷枪为商业用喷枪，可以从市场购买;滚喷旋转桶为自制设备，在 直径为500mm的铁桶内可以加热，铁桶可以在垂直方向旋转，将工件装入桶内（小于桶容积 的1/3)，在铁桶圆心处放有可调节角度的喷枪，可将涂料直接喷入旋转的桶内，工件随着桶 旋转，并被喷涂上涂料，由于工件不断翻动，因此各个面都会被均匀的喷涂上涂料;离心浸 甩设备也是自制设备，设备主体是直径为500mm、在水平方向可以旋转的铁桶。将涂料倒入 容器中，把工件浸入容器里，涂料会沾到工件表面，然后将工件放入铝网编织的筐中，放入 铁桶里，开始旋转，由于离心力的作用，多余的涂料会被甩掉，工件表面沾有均匀的一薄层 涂料;热处理炉使用普通电阻丝加热卧式电阻炉，温度可以精确控制;黏度杯为市场购买商 业用;球磨机为PBM-V-2L-AD型高速旋转球磨机。
[0037]本发明