NdFeB磁石の亜鉛-亜鉛-ニッケル合金複合電気めっきの処理方法とプロセス

技術紹介:

ＮｄＦｅＢ磁石コーティングの弱い結合力および劣った耐食性を考慮して、本発明は、亜鉛−亜鉛−ニッケル合金複合電気めっきプロセスを提案する。このプロセスは、酸洗パラメータの最適化、電気めっきパラメータの最適化、めっき浴の配合の最適化（めっき浴の配合には、特定の濃度の硫酸亜鉛、ホウ酸、水酸化ナトリウム、錯化剤が含まれています）に依存しており、これにより、コーティングと基材間の結合強度が 24.5MPa 以上に大幅に向上し、耐食時間は 554 時間に達し、高温耐性は 200°C 以上に達し、コーティングの厚さは向上します。コーティングも産業上の要件を満たしています。

キーワード: NdFeB磁石コーティング、複合めっきプロセス

本発明は、ＮｄＦｅＢ磁石の複合電気めっきの分野に関する。より具体的には、NdFeB磁石の複合電気めっきプロセスに関する。このプロセスは、亜鉛-亜鉛-ニッケル合金を電気めっきし、それをNdFeB磁石上に複合化するものです。

背景技術:

NdFeB は高性能の永久磁石材料です。しかし、その構造は緩くて多孔質であり、ネオジム金属は非常に反応性が高く、湿った空気中で酸化されやすいため、磁石の性能が低下し、磁石の寿命に重大な影響を与えます。このことを考慮すると、NdFeB 磁石の表面腐食保護は不可欠です。現在、NdFeB防食処理には電気めっき、化学めっき、化成処理、電気泳動、スプレー等の方法が一般的です。その中でも電気めっきは成熟した金属表面処理方法であり、広く使用されています。 NdFeB 電気めっきは、亜鉛めっきやニッケルめっきでより一般的に使用されます。しかし、それらには独自の制限があります。亜鉛めっき層の耐食性は低く、ますます厳しくなる耐食性の要件を満たすことが困難です。ニッケルは強磁性の性質を持っています。磁石のコーティングとして使用すると、磁気特性に対するシールド効果があり、製品の磁気特性が低下します。亜鉛ニッケル合金は、1980 年代から広く注目を集めている防食コーティングです。耐食性に優れており、不動態化処理後の亜鉛メッキに比べて6～10倍の耐食性があります。コーティング中のニッケルの質量分率は 10 ～ 18% に達します。ニッケルメッキに比べ、製品の磁気特性への影響が大幅に軽減されます。しかし、最終製品の自動組立や長寿命製品設計の普及に伴い、磁石製品の皮膜密着強度や耐食性に対する要求はますます厳しくなってきています。技術的実現要素： 本発明は、少なくとも上述の問題を解決し、少なくとも後述する利点を提供することを目的とする。本発明の別の目的は、複合皮膜とＮｄＦｅＢ磁石との間の結合力および複合皮膜の耐食性を向上させることができる、ＮｄＦｅＢ磁石の亜鉛－亜鉛－ニッケル合金を複合電気めっきする方法を提供することである。本発明による目的および他の利点を達成することにより、以下の工程を含むＮｄＦｅＢ磁石の亜鉛−亜鉛−ニッケル複合合金めっきの処理方法が提供される：面取り、脱脂、酸洗い、表面調整、亜鉛めっき、亜鉛−ニッケル合金めっき、および不動態化処理、ここで、亜鉛めっき工程において使用される亜鉛めっき液は、硫酸亜鉛２４０〜３６０ｇ／ｌ、ホウ酸３０〜３０ｇ／ｌを含む水溶液である。 50g/l、pH値は4.0～5.0。亜鉛ニッケル合金の電気めっきに使用される亜鉛ニッケル溶液は、亜鉛7〜9g/l、水酸化ナトリウム110〜140g/l、ニッケル1〜1.5g/l、錯化剤zn-ht50〜200g/lの水溶液です。より良い面取り処理方法は、NdFeB磁石を振動研削して面取りを行う方法です。より良い場合の脱脂処理方法は次のとおりです。面取りした NdFeB 磁石を、1 リットルあたり 20 ～ 30 グラムのリン酸三ナトリウム、1 リットルあたり 20 ～ 30 グラムの炭酸ナトリウムを含む磁石の中に置きます。op-10 では、1 リットルあたり 2 ～ 3 ml の脱脂剤を使用します。温度は55〜65℃に維持されます。 85～95秒の超音波脱脂後、20秒以内のオーバーフロー水洗を3回行い、さらに55～65秒の超音波水洗を行います。より良い選択は、酸洗い処理方法が次のとおりであることです。まず、脱脂した NdFeB 磁石を質量分率 4 ～ 5% の硝酸水溶液に 60 ～ 90 秒間入れ、次に 3 回のオーバーフロー水で 15 秒以内洗浄し、次に脱イオン水で 40 ～ 70 秒間の超音波洗浄を行います。次に、ステップ a を繰り返します。具体的な表面調整処理方法としては、質量分率 5% の表面調整液に酸洗いした NdFeB 磁石を入れ、室温で 55 ～ 65 秒間表面調整を行うとよいでしょう。さらに好ましくは、以下に説明する電気亜鉛めっき方法は、表面調整したＮｄＦｅＢ磁石を亜鉛めっき液中に入れ、このときの温度２５～４０℃、電流密度３～５ａ／ｄｍ ２ の条件で、１～２時間めっきを行った後、タンクから排出する。タンクを出た後、オーバーフロー水洗浄と純水超音波洗浄を3回ずつ順次実施します。以下の状況がより好ましい。すなわち、以下に説明する亜鉛−ニッケル電気めっき方法は、具体的には次のように表される。連続電気亜鉛めっき処理後のＮｄＦｅＢ磁石を亜鉛−ニッケル溶液中に置き、電流密度を３〜５ａ／ｄｍ ２ の値に設定し、温度を２０〜２４℃の範囲内に設定する。このような条件では、電気めっき時間はタンクから出る前に 1 ～ 2 時間です。タンクを出た後は、3 回のオーバーフロー水洗浄と脱イオン水による超音波洗浄も行われます。より好ましい不動態化処理の方法は、まず、亜鉛ニッケルメッキ後のＮｄＦｅＢ磁石を超音波水で５５〜６５秒間洗浄することである。水洗終了後、質量分率０．３％〜１％の塩酸溶液に投入し、撹拌しながら５回浸漬する。次いで、水洗し、温度２５～４０℃の不動態化液に２０～８０秒間浸漬し、その後、オーバーフロー水洗を３回順次行い、その後、５０～６０℃の温水で５～１０秒間洗浄し、次いでアルコールで５～１０秒間洗浄し、最後に乾燥させる。好ましくは、以下の内容もカバーします。 電気亜鉛めっき後、Nd-Fe-B 磁石は、電気亜鉛ニッケルめっきの前に前めっき処理を受けます。処理方法は、電気亜鉛めっきを施したNd-Fe-B磁石をめっき前処理液に10分間浸漬し、その後Nd-Fe-B磁石を取り出し、マイナス30℃の環境下で30分間凍結させます。次に、脱イオン水に浸漬し、脱イオン水と一緒に５００ワットのマイクロ波出力で３分間マイクロ波処理した後、ＮｄＦｅＢ磁石を取り出し、１０ｋｇｙの強度の電子ビームを５分間照射した。ここで、めっき前処理液は、リン酸三ナトリウム４０ｇ／ｌ、ピロリン酸１０ｇ／ｌ、メチエルゴスター０．２ｇ／ｌを含む水溶液である。本発明は、少なくとも次の有益な効果をカバーする： 亜鉛めっき – 亜鉛ニッケル合金NdFeB磁石の複合コーティングとNdFeB磁石の間の結合力はすべて24.5mpaを超え、非常に高い。複合コーティングの耐食性は 554 時間以上です。耐食性に優れています。複合コーティングは 200°C 以上の高温に耐えることができます。温度性能は良好です。亜鉛層の厚さおよび亜鉛ニッケル層の厚さはそれぞれ8μmであり、コーティング厚さの要件を満たしています。前めっき処理により、亜鉛-亜鉛-ニッケル合金めっきNdFeB磁石の耐熱性と亜鉛めっきニッケル層の厚さを大幅に改善できます。 NdFeB磁石の性能に対するより高い要求があるさまざまなタイプの装置の製造に使用できます。本発明の他の利点、目的および特徴は、以下の説明によって部分的に明らかになり、また部分的には、本発明の研究および実施を通じて当業者によって理解されるであろう。具体的な実装方法。本発明は、当業者が説明の本文に従って本発明を実施できるようにすることを目的として、実施例を参照して以下でさらに詳細に説明される。なお、以下の実施形態で説明する実験方法は、特に断りのない限り常法であり、試薬や材料は特に断りのない限り市販されている。以下の実施例で使用される錯化剤 zn-ht は、まさに次のとおりです。亜鉛-ニッケル合金ニッケル安定剤 zn-ht。日本表面化学株式会社からライセンスを受けて販売されています。表面調整液は、質量分率１％のフッ化水素酸水溶液である。不動態化剤は、体積分率 4% の亜鉛ニッケル合金天然不動態化剤水溶液です。 NdFeB 磁石上に亜鉛 – 亜鉛 – ニッケル合金を複合電気めっきするプロセスには、次の手順があります。最初に面取り、次に脱脂、次に酸洗い、次に表面調整、電気亜鉛めっき、次に亜鉛 – ニッケル合金の電気めっき、そして最後に不動態化です。電気めっきに使用される亜鉛めっき溶液は、240g/l 硫酸亜鉛、30g/l ホウ酸、ph を含むものです。面取り加工の具体的な方法は、NdFeB磁石に対して振動研削と面取りを行う。脱脂処理を行うための具体的な方法は次のとおりである。面取りしたＮｄＦｅＢ磁石を、リン酸三ナトリウム２０グラム／リットル、炭酸ナトリウム２０グラム／リットル、及びｏｐ－１０２ミリリットル／リットルを含む脱脂剤中に入れる。 、ここの気温は摂氏55度です。 85 秒間の超音波脱脂の後、オーバーフロー洗浄を 3 回行う必要があり、各洗浄は 10 秒間継続し、次にさらに超音波洗浄を 55 秒間継続する必要があります。具体的には、酸洗処理方法は以下の通りである。まず、脱脂したNdFeB磁石を4%硝酸水溶液に60秒間浸漬し、その後オーバーフロー水洗を10秒間3回行い、その後脱イオン水による超音波洗浄を40秒間行う。次に、手順 a をもう一度実行します。具体的な表面調整処理方法は、質量分率５％の表面調整液に酸洗いしたＮｄＦｅＢ磁石を入れ、室温で５５秒間表面調整を行う。亜鉛を電気めっきする具体的な方法は次のとおりです。表面調整した NdFeB 磁石を亜鉛めっき溶液に入れます。この時の温度は25℃、電流密度は3a/dm2です。この場合、1時間の電気めっき後にタンクから排出されます。タンクを出た後、3回のオーバーフロー水洗浄と純水超音波洗浄が行われます。亜鉛ニッケルを電気めっきする具体的な方法は次のとおりです。電気めっきした NdFeB 磁石を、電流密度 3a/dm2、温度 20°C の亜鉛ニッケル溶液に置きます。このような条件下では、1 時間電気めっきを行うとタンクから出ます。タンクから出た後、3 回のオーバーフロー水洗浄と純水超音波洗浄が実行されます。具体的な不動態化処理方法は、亜鉛ニッケルNdFeB磁石を超音波水で55秒間洗浄した後、質量分率0.3%の塩酸溶液に撹拌しながら5秒間浸漬し、その後水洗する。次に、不動態化溶液中で 25°C の温度で 20 秒間不動態化されます。その後、オーバーフロー洗浄を３回繰り返し、５０℃の温水で５秒間洗浄し、さらにアルコールで５秒間洗浄する。数秒後、最後に乾燥させます。複数のプロセスをカバーする、NdFeB 磁石の複合電気めっき亜鉛-亜鉛-ニッケル合金プロセス方法。まず面取り処理、次に脱脂処理、次に酸洗処理、次に表面調整処理、次に電気亜鉛めっき、次に電気亜鉛ニッケル合金めっき、最後に不動態化処理。亜鉛の電気めっきに使用される亜鉛めっき液は、硫酸亜鉛 360g/l とホウ酸 50g/l を含む水溶液で、pH 値は 5.0 です。亜鉛ニッケル合金の電気めっきに使用される亜鉛ニッケル溶液もまた別の水溶液で、亜鉛 9g/l、水酸化ナトリウム 140g/l、ニッケル 1.5g/l を含み、錯化剤 zn -/l を含みます。いわゆる面取り処理方法とは、NdFeB磁石を振動研削し、面取り加工を行う方法です。脱脂の具体的な方法は次のとおりです。面取りした NdFeB 磁石を、30g/l リン酸三ナトリウム、30g/l 炭酸ナトリウム、および 3ml/l OP-10 を含む脱脂剤に置きます。温度は65℃に設定されています。 95秒の超音波脱脂後、20秒の水洗、65秒の超音波洗浄の3段階で洗浄します。具体的な酸洗処理方法は、まず脱脂したNdFeB磁石を質量分率5%の硝酸水溶液に90秒間浸漬し、その後オーバーフロー水洗を15秒間×3回行い、その後純水による超音波洗浄を70秒間行う。次に、ステップ a をもう一度繰り返します。表面調整処理の方法は、酸洗いしたNdFeB磁石を質量分率5%の表面調整液に浸し、室温で65秒間表面調整を行います。いわゆる電気亜鉛めっき方法は次のとおりです。表面調整した NdFeB 磁石を亜鉛めっき溶液の中に置きます。この時の温度は40℃、電流密度は5a/dm2です。 2時間電気めっきを行った後、タンクから排出されます。タンクを出た後、オーバーフロー水による洗浄が 3 回行われ、脱イオン水による超音波洗浄が行われます。亜鉛ニッケルを電気めっきする具体的な方法は次のとおりです。電気めっきした NdFeB 磁石を亜鉛ニッケル溶液に置き、電流密度は 5a/dm2、温度は 24°C 未満です。 2時間電気めっきを行った後、タンクから排出されます。タンクから出た後、3 回のオーバーフロー水洗浄と純水超音波洗浄が実行されます。不動態化処理の具体的な方法は、まず、亜鉛ニッケルめっきを施したNdFeB磁石を超音波水で65秒間洗浄した後、質量分率1%の塩酸溶液に撹拌しながら30秒間浸漬し、浸漬後水洗し、40℃の不動態化液中で80秒間不動態化処理を行った後、オーバーフロー水洗を3回順次行い、その後水洗する。 60℃のお湯で10秒、アルコールで10秒洗浄し、最後に乾燥させます。 NdFeB磁石の亜鉛-亜鉛-ニッケル合金を複合電気めっきするプロセス方法があり、面取り、脱脂、酸洗い、表面調整、亜鉛電気めっき、亜鉛-ニッケル合金電気めっき、不動態化などの複数のステップをカバーします。このうち、電気亜鉛めっきに使用される亜鉛めっき液は、硫酸亜鉛３００ｇ／ｌ、ホウ酸４０ｇ／ｌを含む水溶液であり、ｐＨ値は４．５である。一方、亜鉛ニッケル合金の電気めっきに使用される亜鉛ニッケル溶液は、8g/lの亜鉛、125g/lの水酸化ナトリウム、1.2g/lのニッケル、および錯化剤zn – /lを含む別の水溶液です。面取り処理方法は以下の通りです。NdFeB磁石に対して振動研削と面取り加工を行います。具体的な脱脂処理方法は次のとおりです。 面取りした NdFeB 磁石を、リン酸三ナトリウム 25g/l、炭酸ナトリウム 25g/l、OP-10 2.5ml/l を含む脱脂剤に浸します。温度は60℃に設定されています。 90 秒間の超音波脱脂の後、各 15 秒のオーバーフロー洗浄を 3 回実行し、続いて 60 秒間の超音波洗浄を実行します。酸洗処理の具体的な方法は、まず脱脂したNdFeB磁石を質量分率4.5%の硝酸水溶液に75秒間浸漬し、その後オーバーフロー水洗を12秒間3回行い、その後純水による超音波洗浄を55秒間行う。次に、手順 a を再度実行します。具体的な表面調整処理方法としては、酸洗いしたNdFeB磁石を質量分率5%の表面調整液に浸し、室温で60秒間表面調整を行う。亜鉛を電気めっきする具体的な方法は次のとおりです。 表面調整した NdFeB 磁石を亜鉛めっき溶液の中に置きます。この時の温度は30℃、電流密度は4a/dm2です。この条件で１．５時間電気めっきを行った後、タンクから取り出す。取り出した後、オーバーフロー水洗浄３回、純水超音波洗浄を順次行う。亜鉛ニッケルを電気めっきする具体的な方法は次のとおりです。亜鉛めっきした NdFeB 磁石を、電流密度 4a/dm2、温度 22°C の亜鉛ニッケル溶液に置きます。この状態で1.5時間めっき後槽から取り出します。取り外し後はオーバーフロー水洗を3回行い、純水超音波洗浄を行ってください。具体的な不動態化処理方法は、亜鉛メッキニッケルNdFeB磁石を超音波水で60秒間洗浄した後、質量分率0.7%の塩酸溶液に撹拌しながら18秒間浸漬します。浸漬後、水で洗浄し、30℃の不動態化溶液で50秒間不動態化した後、オーバーフロー洗浄を3回順番に実行し、55℃の温水で8秒間洗浄し、次にアルコールで8秒間洗浄し、最後に乾燥させます。 ＮｄＦｅＢ磁石複合電気めっき亜鉛−亜鉛−ニッケル合金の処理方法は実施例３と同じであり、電気亜鉛めっきの後、電気亜鉛ニッケルめっきの前に、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石に前めっき処理を施すことも含む。具体的な方法は、電気亜鉛めっきを施したNd-Fe-B磁石をめっき前処理液に10分間浸漬し、取り出したNd-Fe-B磁石をマイナス30℃で30分間凍結させます。次いで、脱イオン水に浸漬し、脱イオン水中に入れてマイクロ波出力５００ワットで３分間マイクロ波処理した後、ＮｄＦｅＢ磁石を取り出し、強度１０ｋｇｙの電子線を５分間照射した。このうち、めっき前処理液は、リン酸三ナトリウム４０ｇ／ｌ、ピロリン酸１０ｇ／ｌ、メチルエルゴステロール０．２ｇ／ｌを含む水溶液である。複合コーティングとNdFeB磁石の間の結合力をテストし、亜鉛コーティングと亜鉛ニッケルコーティングのコーティングの厚さを測定し、複合コーティングの耐食性を検出し、複合コーティングの高温耐性を決定します。耐食性は、65℃、1×10-2mol/l濃度のエタノール蒸気環境下で耐えられる時間であり、その結果を表1に示す。グループは、接合強度mpa、耐食時間h、耐久温度℃、亜鉛めっき層厚さμm、亜鉛めっきニッケル層厚さμm、実施例1は24、実施例3は26、実施例4表１から明らかなように、実施例１〜４で作製した亜鉛−亜鉛−ニッケル合金メッキＮｄＦｅＢ磁石の複合皮膜とＮｄＦｅＢ磁石との間の結合力は全て２４．５ｍｐａ以上であり、結合力が非常に高く、複合皮膜の耐食性は全て５５４ｈを超えていることが分かる。だからこそ耐食性が良いことが分かります。複合皮膜の耐熱性は200℃以上と高く、耐高温性に優れています。亜鉛メッキ層の厚さと亜鉛メッキニッケル層の厚さはそれぞれ8μmであり、すでにコーティング厚さの要件を満たしています。さらに、実施例４で製造された亜鉛－亜鉛－ニッケル合金めっきＮｄＦｅＢ磁石は２５０℃までの温度に耐えることができ、亜鉛めっきニッケル層の厚さは１８μｍであり、これは、前めっき処理が亜鉛－亜鉛－ニッケル合金ＮｄＦｅＢ磁石の耐熱性と亜鉛－ニッケルコーティングの厚さを大幅に改善できることを示しており、より高い性能要求を有する様々な機器の製造に使用できることを示している。 NdFeB 磁石の。以上のように本発明の実施形態を開示したが、それらは説明および実施形態に列挙して使用される状況に限定されるものではない。それらは、本発明と一致する様々な分野に完全に適用することができる。この分野に精通している人であれば、他の変更も簡単に行うことができます。したがって、特許請求の範囲によって定義される一般的な概念および同等の範囲から逸脱することなく、本発明は、ここに示され説明される特定の詳細および実施形態に限定されない。現在 12 ページ中 1 ページ目です。