钕铁硼表面化学转化膜的研究

• 作 者: 张志军
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 钕铁硼 磷化 无铬钝化 耐蚀性能

第三代永磁材料钕铁硼,具有优异的磁性能和较高的磁能积,广泛的应用于微波技术,小型马达,磁盘驱动器,汽车音响,核磁共振技术等方面。由于磁体的构成是由铁和在稀土矿藏中丰度列第三位的钕组成,价格低廉,具有较高的性价比。但作为稀土元素的钕,标准氧化还原电位为-2.431V,是极度不稳定的非放射性元素之一,烧结NdFeB永磁体是多相粉末冶金材料,磁体表面和内部存在大量、细微的毛细孔,因此钕铁硼永磁体的耐蚀性很差,在材料应用方面受到了很大的限制。本实验采用磷化、钝化方法对钕铁硼表面进行处理以增强其耐蚀性,以铁系磷化和钝化方法为基础,对钕铁硼材料进行磷化、钝化处理。点滴实验、浸泡实验、失重率实验等方法检测磷化膜、钝化膜的耐腐蚀性,滤纸法检测膜层的孔隙率,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析对膜的形貌及元素分布进行研究。研究了磷酸二氢钠、磷酸、钼酸钠、硝酸锌、十二烷基硫酸钠、pH、温度、时间等对磷化膜质量的影响,确定了磷化液各成分的含量,采用正交实验设计方法优化出磷化液的组成及最佳实验条件：磷酸二氢钠50g/L、85%磷酸3mol/L、钼酸钠0.02g/L、pH=3、温度30℃、硝酸锌0.03g/L、十二烷基硫酸钠0.02g/L、时间为5min。制备出膜层均匀、致密、耐蚀性好的磷化膜,磷化膜中含有Mo、Zn、P、O等元素。对磷化后钕铁硼表面进行钝化处理,研究六价铬、三价铬及无铬钝化膜的耐蚀性,综合考虑环保及钝化膜性能确定钝化液的成分,正交实验优化出钝化液的组成及操作条件：钼酸钠20g/L,乙醇胺3.5g/L,pH=5,温度70℃,时间40s。经钝化处理后,膜层的表面的更加致密均匀,其耐蚀性比磷化膜的点滴时间增加一倍左右,孔隙率也明显下降。