一種燒結NdFeB表面高耐蝕高結合力涂層的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種燒結釹鐵硼表面的高耐蝕、高結合力涂層的制備方法，其包括將燒結態釹鐵硼磁體進行預熱；將金屬合金粉末烘干并冷卻至室溫；采用等離子弧粉末堆焊方法將干燥的金屬合金粉末焊接在燒結態釹鐵硼磁體的表面形成合金焊層；進行二級回火熱處理。本發明專利技術等離子弧粉末堆焊方法將金屬合金粉末熔覆在磁體表面，使二者之間呈冶金結合，其結合強度高，并提高整體的耐蝕和耐磨性；并提高工作效率。

Method for preparing sintered NdFeB surface with high corrosion resistance and high adhesion coating

The invention discloses a method for preparing sintered NdFeB surface with high corrosion resistance, high adhesion coating, comprising sintered NdFeB magnet preheating; metal alloy powder drying and cooling to room temperature; the plasma arc powder surfacing method of metal alloy powder dry welding alloy layer in the form the surface of sintered NdFeB magnets; two stage heat treatment. The invention of plasma arc surfacing method of metal alloy powder cladding on the surface of the magnet, a metallurgical bond between the two, the combination of high strength, corrosion resistance and wear resistance and improve the overall and improve work efficiency.

【技術實現步驟摘要】
一種燒結NdFeB表面高耐蝕高結合力涂層的制備方法
本專利技術屬于稀土永磁材料表面防護領域，特別涉及一種燒結釹鐵硼表面高耐蝕高結合力涂層的制備方法。
技術介紹
燒結NdFeB永磁材料自1983年問世以來，因其具有高剩磁密度、高矯頑力和高磁能積的特點廣泛運用于能源、交通、機械、醫療、計算機和家電等領域。但是，由粉末冶金工藝制備的燒結NdFeB磁體具有多相結構，各相之間電位差較大，在電化學環境中，易產生電偶腐蝕，從而導致燒結NdFeB磁體耐蝕性能極差，嚴重限制磁體應用領域的進一步拓展。因此，如何提高燒結釹鐵硼的耐腐蝕性能一直是釹鐵硼行業關注的焦點。目前，提高燒結釹鐵硼永磁材料耐腐蝕性能的方法主要有合金化法和外加防護涂覆層的方法。合金化法會在一定程度上降低磁體磁性能，而表面防護處理是經濟、有效而有前途的一種方法。目前用于在燒結釹鐵硼表面添加防護層的方法主要有：電鍍，化學鍍，氣相沉積等。其中電鍍工藝盡管發展多年已較為成熟，但仍存在鍍層孔隙率大，不致密和不均勻等缺陷，且新鍍種研發困難，難以跟上磁體應用的擴張。化學鍍的鍍層均勻，適合復雜零件，但其鍍層厚度有限，鍍膜內應力高，容易開裂；且其工藝復雜，鍍液維護困難。氣相沉積法環保清潔，涂層結合力和耐蝕性均較好，但是由于磁體吸氫造成涂層容易脆裂。因此釹鐵硼的表面防護工藝還有很大的完善空間。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術的不足，提供一種采用粉末等離子弧堆焊的方式在燒結釹鐵硼表面制備合金涂層，旨在有效改善燒結釹鐵硼磁體表面的防腐蝕性能以及膜基間的結合力。一種燒結釹鐵硼表面的高耐蝕、高結合力涂層的制備方法，其包括以下步驟：(1)將燒結態釹鐵硼磁體進行預熱；(2)將金屬合金粉末烘干并冷卻至室溫；(3)采用等離子弧粉末堆焊方法將干燥的金屬合金粉末焊接在燒結態釹鐵硼磁體的表面形成合金焊層；(4)進行二級回火熱處理。進一步方案，所述步驟(1)中的燒結態釹鐵硼磁體為塊狀或圓柱狀結構，且燒結后尚未經回火熱處理的大型工件。進一步方案，所述燒結態釹鐵硼磁體的預熱的溫度為100～150℃、時間為10-12min。在預熱前對燒結釹鐵硼磁體進行除油前處理或除油和酸洗前處理。即本專利技術中燒結態釹鐵硼磁體在預熱可進行前處理，如除油前處理或除油和酸洗前處理；也可不進行前處理，則節省了常規表面防護中繁瑣的前處理工序，提高了工作效率。進一步方案，所述步驟(2)中的金屬合金粉末烘干是指在150～200℃下烘干1～2h。進一步方案，所述步驟(2)中的金屬合金粉末為Ni基合金粉末、Co基合金粉末、Cu基合金粉末或Fe基合金粉末，金屬合金粉末的粒徑為100～150um。進一步方案，所述步驟(3)中的等離子弧粉末堆焊方法中同步送粉器的同步送粉率為20～25g/min、氬氣流量為10～14L/min；離子氣氬氣流量為5～7L/min、保護氣氬氣流量為6～10L/min；非弧電壓為DC15～20v，轉移弧電流為DC130～140A；焊槍噴嘴與待焊工件之間的距離為8～10mm，焊槍行走速度為70～80mm/min。進一步方案，所述步驟(4)中的二級回火熱處理中一級回火處理的溫度為900-920℃、時間為1.5-2.5h；二級回火處理的溫度為480-520℃、時間為2-3h。本專利技術所采用的等離子弧粉末堆焊是以等離子弧作為熱源，應用等離子弧產生的高溫將合金粉末與基體表面迅速加熱并一起熔化、混合、擴散、凝固，等離子束離開后自激冷卻，形成一層高性能的合金層，從而實現零件表面的強化與硬化的堆焊工藝。由于等離子弧具有電弧溫度高、傳熱率大、穩定性好，熔深可控性強，通過調節相關的堆焊參數，可對堆焊層的厚度、寬度、硬度在一定范圍內自由調整。本專利技術采用等離子弧粉末堆焊方法將是指金屬合金粉體堆焊到燒結態釹鐵硼磁體表面，其具體為：將預熱后的燒結態釹鐵硼磁體置于工作臺，將干燥的金屬合金粉體裝進焊機的同步送粉器中；點燃非弧后，開啟同步送粉器保證遠離轉移弧焰心但又不超出轉移弧產生的弧斑區域；然后調整輸送金屬合金粉體的送粉氣流量，使粉流與焊槍內離子氣、保護氣形成能產生穩定非弧的等離子體環境，待非弧與粉流均穩定后，進行堆焊，得到合金焊層。本專利技術在燒結釹鐵硼表面制備的涂層與現有技術相比，其有益效果體現在：1、本專利技術等離子弧粉末堆焊方法將金屬合金粉末熔覆在磁體表面，使二者之間呈冶金結合，其結合強度高；2、堆焊的金屬合金層的組織致密、成型美觀，其耐蝕和耐磨性好；3、由于本專利技術采用堆焊方法將金屬合金粉末焊接在燒結態釹鐵硼磁體的表面，其速度快，NdFeB在焊縫金屬層中的百分比即稀釋率低至5％～10％，故對釹鐵硼磁體影響較小，堆焊的合金層質量越高；4、等離子弧的溫度高、能量集中、穩定性好，在工件上引起的殘余應力和變形小；5、對銹蝕及油污的磁體表面可不經過復雜繁瑣的前處理工藝，直接進行等離子堆焊，從而減少工序，提高工作效率；6、對燒結態磁體直接進行堆焊，而后入爐對磁體回火熱處理，這樣可以同時實現堆焊層內應力的消除，無需添加工序；7、與釹鐵硼其他表面防護技術相比，堆焊過程易實現機械化、自動化，設備構造簡單，節能易操作。具體實施方式下面將結合具體的實施例來說明本專利技術的內容。實施例1本實施例按如下步驟制備燒結釹鐵硼表面高耐蝕高結合力涂層：(1)采用除油+酸洗的方式，對燒結態NdFeB磁體進行鍍膜前處理，具體為：將燒結態釹鐵硼磁體在除油液中浸泡8min，而后在質量分數3％的稀硝酸中清洗50s；(2)將經前處理后的磁體置于120℃保溫爐中預熱10min；(3)將粒徑為100um的鎳基合金粉末置于200℃溫度中烘干1.5h，待冷卻至室溫后，將金屬合金粉體裝進焊機的同步送粉器；(4)將預熱后的磁體置于工作臺，點燃非弧后，開啟焊機的同步送粉器保證遠離轉移弧焰心但又不超出轉移弧產生的弧斑區域，調整輸送金屬合金粉體送粉氣流量，使粉流與焊槍內離子氣、保護氣形成能產生穩定非弧的等離子體環境，待非弧與粉流均穩定后，進行堆焊，得到Ni基合金焊層；其主要工藝參數如下：同步送粉器氬氣流量為12L/min，同步送粉器的送粉率為20g/min；焊槍噴嘴與待焊工件之間的距離為8mm，非弧電壓為DC18v，轉移弧電流為DC130A，鎢極直徑為4mm，離子氣氬氣流量為6L/min，保護氣氬氣流量為10L/min，焊槍行走速度為90mm/min；(5)將焊后工件進行二級回火熱處理，具體為：900℃一級回火2h，500℃二級回火2.5h。實施例2(1)將燒結態釹鐵硼磁體在除油液中浸泡8min除油(2)將除油后的磁體置于110℃恒溫干燥箱中預熱10min；(3)將粒徑為120um的銅基合金粉末放置于180℃下烘干1.2h，待冷卻至室溫后，將金屬合金粉體裝進焊機的同步送粉器；(4)將預熱后的磁體置于工作臺，點燃非弧后，開啟焊機的同步送粉器保證遠離轉移弧焰心但又不超出轉移弧產生的弧斑區域，調整輸送金屬合金粉體的送粉氣流量，使粉流與焊槍內離子氣、保護氣形成能產生穩定非弧的等離子體環境，待非弧與粉流均穩定后，進行堆焊，得到銅基合金焊層；其主要工藝參數如下：同步送粉器氬氣流量為：14L/min，同步送粉器的送粉率為25g/min，焊槍噴嘴與待焊工件之間的距離為10mm。非弧電壓為DC20v，轉移弧電流為DC140A，鎢本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種燒結釹鐵硼表面的高耐蝕、高結合力涂層的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：（1）將燒結態釹鐵硼磁體進行預熱；（2）將金屬合金粉末烘干并冷卻至室溫；（3）采用等離子弧粉末堆焊方法將干燥的金屬合金粉末焊接在燒結態釹鐵硼磁體的表面形成合金焊層；（4）進行二級回火熱處理。

【技術特征摘要】
1.一種燒結釹鐵硼表面的高耐蝕、高結合力涂層的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：（1）將燒結態釹鐵硼磁體進行預熱；（2）將金屬合金粉末烘干并冷卻至室溫；（3）采用等離子弧粉末堆焊方法將干燥的金屬合金粉末焊接在燒結態釹鐵硼磁體的表面形成合金焊層；（4）進行二級回火熱處理。2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中的燒結態釹鐵硼磁體為塊狀或圓柱狀結構，且燒結后尚未經回火熱處理的大型工件。3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述燒結態釹鐵硼磁體的預熱的溫度為100~150℃、時間為10-12min。4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述燒結態釹鐵硼磁體在預熱前對其進行除油前處理或除油加酸洗前處理。5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）中的金屬合金粉末烘干是指在150~200℃下烘干1~2h...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張浩，張鵬杰，曹玉杰，黃秀蓮，陳靜武，衣曉飛，熊永飛，
申請(專利權)人：安徽大地熊新材料股份有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽,34