摘要：钕铁硼具有较好的磁性能，而且性价比颇高，但是其磁体耐腐蚀的性能比较差，所以需要对永磁材料表面进行防护处理。目前我国的钕铁硼表面防护技术并不成熟，面临这一系列的问题。主要阻碍这项技术进步的原因是工业生产的质量较差，新镀层的研发速度缓慢，原材料短缺，镀层存在污染环境的问题。所以，目前的重中之重是对防护技术进行改进升级，并制作出一些新镀层来解决目前的问题。
关键词：钕铁硼永磁材料；表面防护技术；问题分析
前言：钕铁硼永磁材料在电子，汽车，冶金以及仪表制作等行业应用广泛，因为其较好的性能，越来越多的行业都需要这种材料。但是钕铁硼的表面耐腐蚀性能较差，特别是在电机的内部使用，电机的内部温差变化较大，而且腐蚀能力强，为了增长钕铁硼永磁材料的使用时间，就需要对其表面进行防护处理。国内外都非常重视这一生产环节。我国对钕铁硼材料表面防护处理的方法一般有两种：电镀以及电泳。电镀工艺需要的设备成本较低，许多厂商都会这项技术，这也造成了技术水平差别大，最终的产品合格率也比较低。而且这种工艺容易对周围的环境造成污染。所以，研究出新型的防护方法，让我国的稀土资源优势发挥出来，为国家带来更大的经济利益，刻不容缓。
一、钕铁硼电镀技术目前存在的问题及改进方法
电镀的原理是利用金属的还原反应在钕铁硼的表面生成保护的技术。电镀对于装备的要求较低，工艺简单，整个过程完成的较快，经常用到的金属镀层有锌，铜以及银等金属材料。目前，经常要用到多层合镀的技术为钕铁硼的表面提供更好的保护。当然电镀的技术也有它的缺点，例如，镀层的缝隙较大，需要对磁体的边角做倒角的处理。电镀层存在时间长后，容易出现裂开，以及脱落的情况，导致保护的性能降低。最重要的是电镀用到的金属材料会对生态环境造成污染，这不符合我国的发展方针。电镀技术的另一个问题就是成品的质量合格率不高。造成这个问题的原因是我国的磁体企业为了提高产品的质量，拥有多条产品线，几种不同工艺生产的磁体以及不同规格的磁体在同一条电镀线上生产。然而不同类型的工件对于电镀成膜的影响也比较大，这就造成了镀膜质量较低，此外，就是我国一些电镀企业管理不规范，也是造成最终质量低的一个原因。电镀的工艺中，电力线会汇聚在工件的角落处，致使引力集中，最后镀层裂开，这也是电镀需要解决的问题。
镀锌磁体需要在铬酸盐中进行钝化处理，还可以使膜拥有更好的厚度以及强度。但是铬酸盐有较强的致癌性，所以，这种方法肯定是不可行的。所以急需研究一些无铬钝化的方法。据调查，一些无铬钝化最终的镀层防护能力，已经要比在铬酸盐中钝化的效果好。目前这种方法的局限性，就是在其成本较高，所以没有较大面积的普及。
此外，一些新镀层的研究也在进行中，镀铬工艺现在较好的市场前景，可以使用低铬工艺替代六价镀铬的工艺，但是这种技术还不成熟，需要大量的实验研究。电镀锌也经常用到，但是其稳定性较差，现在汽车防护领域，发现电镀锌镍合金的方法，相较于之前会有更好的稳定性。如果成本够高，还可以选择镀金或银，可以作为单独的镀层使用，具有较好的稳定性，以及好看的装饰性。为了解决电镀过程中，电力线汇聚的问题，需要在电镀前进行磁体倒角的处理，但是会对磁性能造成影响。所以，最好的解决办法就是在这类工件上面使用其他的镀膜技术，以获得更好的防护性能。
二、钕铁硼化学镀技术目前存在的问题
化学镀的方法是通过金属盐以及还原剂发生氧化还原反应，在产品的表面形成催化作用，进而金属离子还原沉积的过程。化学镀的技术，很早就出现了，现在这种技术也比较成熟了。一般用于化学镀的镀液分为酸性和碱性两种。酸性环境下，适用于对小工件进行镀层。在碱性环境下镀层的结合力更好，但是带来的后果就是会对磁体性能有影响，这种方法适合对一些大型的工件进行镀层。对于形状复杂的工件，通常采用化学镀镍层的方法。化学镀的方法，不需要额外的电源，只需要简单的设备即可。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆镀层的硬度还比较高，耐磨性相较于电镀的技术也有所提高，使用高磷的化学镀镍层还可以减少镀层对永磁材料的性能影响。化学镀的缺点是，可以镀的品类不多，虽然设备简单，但是工艺相对繁琐，在镀层的过程中，会有大量氢气生成，容易造成镀层的起皮。目前有一种超声化学镀的方法，可以减小镀层的缝隙，我国正在对其进行深入研究，化学镀的方法，可研究的方向很多，未来的发展前景很大。
三、气相沉积保护技术的现状
这种防护防护方法是将金属铝沉积在钕铁硼的表面以达到保护的作用，目前来看，这种技术是沉积薄膜的好方法。利用这种技术，在钕铁硼表面沉积的金属薄膜，稳定性更好，特别是在温差变化较大的环境，耐腐蚀的能力更强。这种物理沉积施镀的过程的镀层厚度受磁体工件边角的影响较小，而且不会对周围的环境带来污染。这种方法经常用到的且比较经济的方法就是镀Al膜，这种方法未来的发展前景非常广。
目前这种方法也有需要改进的地方，例如如何解决批量加工磁体的三位转动，确保最终质量的一致性。如何进一步提高工件和镀膜层的结合能力。如何进一步的降低这种工艺的成本，让这种技术出现在主流市场上。
四、涂料保护以及Parylene镀层技术
涂料一般通过涂装或者固化方法在工件的表面形成镀层，在对工件加以保护。为了获得更好的涂装质量，静电喷涂以及电泳沉积这两种方法比较好用，而且适合大批量的生产。在线程施工以及维修时经常用到普通喷刷的方法。涂料分为有机和无机两大类。一般使用的都是有机材料，因为有机材料形成的镀层更加结实，施工简单，防腐蚀的能力更强。在一些高湿度的环境下，经常用到电泳涂装沉积的方法进行防护。随着技术的进步，一些新型的涂料出现的市场上，这些涂料拥有更强的防护性能。关于涂料的选择，要选择固化温度合适，柔韧性好，防护时间长久，而且化学污染小的涂料。
Parylene是一种化学气相沉积。Parylene镀层厚度均匀，有优异的电绝缘性，与生物组织有良好的相容性。这种技术的缺点是镀层的硬度较低，抗腐蚀的性能不太好，所以这种技术想要被广泛应用，需要将其应用到合适的领域。
五、钕铁硼的腐蚀原因
钕铁硼由三部分组成，这三个部分在潮湿的环境下，之间会发生化学反应，这就产生了腐蚀。经研究发现，钕铁硼不止会在潮湿环境下，有化学反应，在环境温度高于150摄氏度的干燥环境下，也会发生化学反应，最终对磁性带来影响。在化学环境下，钕铁硼内部的磁体接触，进行发生反应，导致腐蚀的产生。最后，在最常见的潮湿环境下，温度在30到50摄氏度时，空气中的湿度达到百分之五十以上，钕铁硼会与空气中的水蒸气反应，导致腐蚀问题的出现。现有一种氢爆碎的制粉方法，可以提高磁体的防腐蚀性能。
结束语
通过上文的分析，目前对于钕铁硼永磁材料表面防护的技术有电镀，化学镀，气相沉积以及刷涂料的方法，未来就是需要对现有的这些工艺进行改进，提高其防腐蚀的能力，减少对环境的污染。未来，要将这几种工艺区分开来，不同的场合使用更有优势的工艺。还要研究镀层在不同环境下的腐蚀情况，查明腐蚀的原因，对防护工艺进行改进，延长镀层的使用时长。同时，不能降低钕铁硼在镀层保护下的磁特性。最后，防护技术要与实际的工业生产结合起来，将保护性薄膜运用到工业生产的产品里面。
参考文献
[1]赵钦浩,徐晋勇,高波,etal.钕铁硼永磁材料表面防护的研究现状[J].热加工工艺(18):12-16.
[2]刘祺骏.烧结钕铁硼永磁体表面电泳沉积工艺与防护特性研究[D].合肥工业大学,2016.
[3]金莹,曹美蓉,刘素芬.低碳经济下钕铁硼永磁体防护新技术[J].江西科学(5):127-130.
论文作者:赵炳辉
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/21
标签：镀层论文; 永磁论文; 磁体论文; 钕铁硼论文; 防护论文; 技术论文; 方法论文; 《基层建设》2020年第1期论文;