慧聪表面处理网讯:一、钕铁硼是磁性材料大家族中的一个(新)成员。磁性材料从应用功能上可分为软磁材料、永磁材料、磁记录-矩磁材料、旋磁材料等多种,统称为磁功能材料。其中永磁材料指磁化后不易退磁而能长期保留磁性的一种磁性材料,也称硬磁材料或恒磁材料。永磁材料有铝镍钴系、铁氧体系和稀土永磁材料等多种。其中稀土永磁材料指由稀土元素钐、钕、铈、镨等与过渡元素铁、钴等组成的合金,其磁性能大大超过铝镍钴系及铁氧体系,故在现代电子通讯技术中得到广泛的应用。稀土永磁材料的发展到目前为止经历了三代,第一、二代为钐钴系,虽然磁性能较好,但因含储量稀少的钐和稀缺、昂贵的战略金属钴使其发展受到限制。第三代即钕铁硼,最早于1983年诞生于日本住友特殊金属公司,其磁能积是铝镍钴系的5~6倍、铁氧体系的约10倍、钐钴系的约2倍,是目前为止磁性最强的永磁材料,号称“永磁王”。并且,钕铁硼(相对于钐钴系)价格低廉、资源储备丰富,因此一经问世即得到快速的发展,目前已广泛用作电子信息、汽车制造、通用机械、石油化工及尖端技术等行业不可缺少的磁功能材料,是二十一世纪的朝阳产业。
但与其它永磁材料(如铁氧体)相比,钕铁硼极易受到腐蚀。因为:
(1)材料中含约1/3化学活性极强的钕(标准电位-2.431V),则(尤其在暖湿和高温环境中)表面极易氧化,产生晶界腐蚀;
(2)材料中的富钕相、富硼相与主相Nd2Fe14B形成原电池,从而使腐蚀加速。所以,钕铁硼产品在使用前必须进行严格的防腐处理,否则材料腐蚀后磁性能大大下降,将直接影响整机的使用性能和寿命。
电镀作为一种成熟的金属表面处理手段,在钕铁硼磁体防腐领域应用较为广泛。钕铁硼磁体根据制作方法不同分为烧结型和粘结型两种。钕铁硼电镀一般用于烧结型而非粘结型,因为粘结型钕铁硼在制作过程中粘结剂溶剂的挥发易形成孔洞,孔洞和粘结剂不能构成导电回路,从而难以使金属在零件表面进行电化学沉积。钕铁硼产品有圆片、圆环、圆柱、圆管、扇形、方片、方块、瓦片等多种形状,但多为小零件,故广泛采用滚镀。并且,即使稍大点儿的零件(如方块、瓦片等)经过工艺或设备改进,目前也很多采用滚镀。但钕铁硼零件滚镀可谓困难重重,远非普通钢铁小零件所能比,这主要是由于钕铁硼材料的特殊性所造成的:
(1)钕的化学活性极强,钕铁硼零件甚至与水接触都会产生氢气而腐蚀,这种特性:
①影响镀前处理时用酸、用碱均不宜太强,且忌用盐酸;②预镀(或直接镀)时若选择简单盐镀液类型,极易造成零件氧化而影响镀层与基体的结合力,且零件受到腐蚀并将镀液污染;③难以选择大尺寸的滚筒,否则混合周期的影响较大,零件氧化严重。
(2)钕铁硼产品为磁功能材料,任何表面涂覆都可能对其磁性能产生影响,所以如何协调镀层的种类、组合及厚度等与产品磁性能的关系,是钕铁硼电镀的一大难点。
(3)钕铁硼表面疏松多孔、粗糙不平,这不仅给镀前处理带来较大负担,更主要的是预镀(或直接镀)工艺的选择受到较大限制,即无法选择镀层结合力好、耐蚀性好但电流效率低的络合物镀液(如碱铜、柠檬酸镀镍、碱锌等)。
(4)钕铁硼材质脆性大,极易受到磕碰而损坏,这不仅增加工人操作上的困难,更主要的是难以选择大尺寸的滚筒,从而影响劳动生产效率的提高。