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钕铁硼表面涂覆锌铬膜技术研究

孙华军  
【摘要】:钕铁硼稀土永磁材料是80年代初发展起来的第三代稀土永磁材料,它具有优异的磁性能,较高的性价比,并且资源储备丰富,一经问世,在短短几年时间内,迅速进入工业化生产,并很快渗透到各个工业领域。但由于稀土元素钕性质非常活泼,导致钕铁硼永磁体的耐蚀性能很差。因此,如何提高钕铁硼永磁体的表面防护质量是其产品总体质量与性能长期稳定的关键,也是世界各国在这一领域关注的焦点之一。 本文以提高钕铁硼稀土永磁材料的表面防护质量为目的,开展关于锌铬膜转化涂层(国外被称为dacromet达克罗)技术的工艺研究,该种涂层具有优异的耐腐蚀性、无氢脆、无污染、耐热蚀性、与基体金属和有机涂料结合性能好、均镀性能好等优点而得到及广泛的应用。本文所取得的成果:即一种适合于钕铁硼稀土永磁材料的锌铬膜涂液和涂覆工艺及其相应的前处理方法,解决了普通锌铬膜涂液涂覆存在的爆皮及防腐性能不足的问题,提高了钕铁硼的耐蚀性,并对其进行了分析和总结。 1.制备锌铬膜的工艺参数为Zn粉262~350g.L~(-1),Al粉38~45g.L~(-1),CrO_324~55g.L~(-1),成膜助剂6~10 g.L~(-1),烘烤温度250~320℃,烘烤时间15~40分钟。其中最佳工艺条件是:Zn粉300 g.L~(-1),Al粉40 g.L~(-1),CrO_350 g.L~(-1),成膜助剂8克/升,烘烤温度300℃,烘烤时间20分钟。 2.使用了X射线衍射仪、扫描电镜、光电子能谱仪 金相显微镜对膜层的结构、相组成、元素组成进行了系列的分析。膜层中存在大量的锌粉和铝粉颗粒,它们对基体起到了有效的保护,它们之间的结合及与基体的结合依靠氧化物。膜层中依然存在着Cr(Ⅵ),其元素重量百分数为0.51%左右,对膜层能起到一定的修补作用。 3.对锌铬膜膜层的结构进行了分析,成功地解释了新锌铬膜的成膜机理和膜层抗腐蚀机理。 4.锌铬转化膜与镀锌层进行了对比试验,试验表明锌铬转化膜在防腐性能方面大大超过镀锌层,从而说明可以采用锌铬膜技术处理钕铁硼永磁体来代替现有的镀锌层。 5.提出了工艺流程并结合自制的涂覆液和前处理封孔剂,使盐雾试验达到1000小时以上,提高了钕铁硼的耐蚀性。


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