一种烧结NdFeB表面高耐蚀高结合力涂层的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种烧结钕铁硼表面的高耐蚀、高结合力涂层的制备方法，其包括将烧结态钕铁硼磁体进行预热；将金属合金粉末烘干并冷却至室温；采用等离子弧粉末堆焊方法将干燥的金属合金粉末焊接在烧结态钕铁硼磁体的表面形成合金焊层；进行二级回火热处理。本发明专利技术等离子弧粉末堆焊方法将金属合金粉末熔覆在磁体表面，使二者之间呈冶金结合，其结合强度高，并提高整体的耐蚀和耐磨性；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.

【技术实现步骤摘要】
一种烧结NdFeB表面高耐蚀高结合力涂层的制备方法
本专利技术属于稀土永磁材料表面防护领域，特别涉及一种烧结钕铁硼表面高耐蚀高结合力涂层的制备方法。
技术介绍
烧结NdFeB永磁材料自1983年问世以来，因其具有高剩磁密度、高矫顽力和高磁能积的特点广泛运用于能源、交通、机械、医疗、计算机和家电等领域。但是，由粉末冶金工艺制备的烧结NdFeB磁体具有多相结构，各相之间电位差较大，在电化学环境中，易产生电偶腐蚀，从而导致烧结NdFeB磁体耐蚀性能极差，严重限制磁体应用领域的进一步拓展。因此，如何提高烧结钕铁硼的耐腐蚀性能一直是钕铁硼行业关注的焦点。目前，提高烧结钕铁硼永磁材料耐腐蚀性能的方法主要有合金化法和外加防护涂覆层的方法。合金化法会在一定程度上降低磁体磁性能，而表面防护处理是经济、有效而有前途的一种方法。目前用于在烧结钕铁硼表面添加防护层的方法主要有：电镀，化学镀，气相沉积等。其中电镀工艺尽管发展多年已较为成熟，但仍存在镀层孔隙率大，不致密和不均匀等缺陷，且新镀种研发困难，难以跟上磁体应用的扩张。化学镀的镀层均匀，适合复杂零件，但其镀层厚度有限，镀膜内应力高，容易开裂；且其工艺复杂，镀液维护困难。气相沉积法环保清洁，涂层结合力和耐蚀性均较好，但是由于磁体吸氢造成涂层容易脆裂。因此钕铁硼的表面防护工艺还有很大的完善空间。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种采用粉末等离子弧堆焊的方式在烧结钕铁硼表面制备合金涂层，旨在有效改善烧结钕铁硼磁体表面的防腐蚀性能以及膜基间的结合力。一种烧结钕铁硼表面的高耐蚀、高结合力涂层的制备方法，其包括以下步骤：(1)将烧结态钕铁硼磁体进行预热；(2)将金属合金粉末烘干并冷却至室温；(3)采用等离子弧粉末堆焊方法将干燥的金属合金粉末焊接在烧结态钕铁硼磁体的表面形成合金焊层；(4)进行二级回火热处理。进一步方案，所述步骤(1)中的烧结态钕铁硼磁体为块状或圆柱状结构，且烧结后尚未经回火热处理的大型工件。进一步方案，所述烧结态钕铁硼磁体的预热的温度为100～150℃、时间为10-12min。在预热前对烧结钕铁硼磁体进行除油前处理或除油和酸洗前处理。即本专利技术中烧结态钕铁硼磁体在预热可进行前处理，如除油前处理或除油和酸洗前处理；也可不进行前处理，则节省了常规表面防护中繁琐的前处理工序，提高了工作效率。进一步方案，所述步骤(2)中的金属合金粉末烘干是指在150～200℃下烘干1～2h。进一步方案，所述步骤(2)中的金属合金粉末为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，金属合金粉末的粒径为100～150um。进一步方案，所述步骤(3)中的等离子弧粉末堆焊方法中同步送粉器的同步送粉率为20～25g/min、氩气流量为10～14L/min；离子气氩气流量为5～7L/min、保护气氩气流量为6～10L/min；非弧电压为DC15～20v，转移弧电流为DC130～140A；焊枪喷嘴与待焊工件之间的距离为8～10mm，焊枪行走速度为70～80mm/min。进一步方案，所述步骤(4)中的二级回火热处理中一级回火处理的温度为900-920℃、时间为1.5-2.5h；二级回火处理的温度为480-520℃、时间为2-3h。本专利技术所采用的等离子弧粉末堆焊是以等离子弧作为热源，应用等离子弧产生的高温将合金粉末与基体表面迅速加热并一起熔化、混合、扩散、凝固，等离子束离开后自激冷却，形成一层高性能的合金层，从而实现零件表面的强化与硬化的堆焊工艺。由于等离子弧具有电弧温度高、传热率大、稳定性好，熔深可控性强，通过调节相关的堆焊参数，可对堆焊层的厚度、宽度、硬度在一定范围内自由调整。本专利技术采用等离子弧粉末堆焊方法将是指金属合金粉体堆焊到烧结态钕铁硼磁体表面，其具体为：将预热后的烧结态钕铁硼磁体置于工作台，将干燥的金属合金粉体装进焊机的同步送粉器中；点燃非弧后，开启同步送粉器保证远离转移弧焰心但又不超出转移弧产生的弧斑区域；然后调整输送金属合金粉体的送粉气流量，使粉流与焊枪内离子气、保护气形成能产生稳定非弧的等离子体环境，待非弧与粉流均稳定后，进行堆焊，得到合金焊层。本专利技术在烧结钕铁硼表面制备的涂层与现有技术相比，其有益效果体现在：1、本专利技术等离子弧粉末堆焊方法将金属合金粉末熔覆在磁体表面，使二者之间呈冶金结合，其结合强度高；2、堆焊的金属合金层的组织致密、成型美观，其耐蚀和耐磨性好；3、由于本专利技术采用堆焊方法将金属合金粉末焊接在烧结态钕铁硼磁体的表面，其速度快，NdFeB在焊缝金属层中的百分比即稀释率低至5％～10％，故对钕铁硼磁体影响较小，堆焊的合金层质量越高；4、等离子弧的温度高、能量集中、稳定性好，在工件上引起的残余应力和变形小；5、对锈蚀及油污的磁体表面可不经过复杂繁琐的前处理工艺，直接进行等离子堆焊，从而减少工序，提高工作效率；6、对烧结态磁体直接进行堆焊，而后入炉对磁体回火热处理，这样可以同时实现堆焊层内应力的消除，无需添加工序；7、与钕铁硼其他表面防护技术相比，堆焊过程易实现机械化、自动化，设备构造简单，节能易操作。具体实施方式下面将结合具体的实施例来说明本专利技术的内容。实施例1本实施例按如下步骤制备烧结钕铁硼表面高耐蚀高结合力涂层：(1)采用除油+酸洗的方式，对烧结态NdFeB磁体进行镀膜前处理，具体为：将烧结态钕铁硼磁体在除油液中浸泡8min，而后在质量分数3％的稀硝酸中清洗50s；(2)将经前处理后的磁体置于120℃保温炉中预热10min；(3)将粒径为100um的镍基合金粉末置于200℃温度中烘干1.5h，待冷却至室温后，将金属合金粉体装进焊机的同步送粉器；(4)将预热后的磁体置于工作台，点燃非弧后，开启焊机的同步送粉器保证远离转移弧焰心但又不超出转移弧产生的弧斑区域，调整输送金属合金粉体送粉气流量，使粉流与焊枪内离子气、保护气形成能产生稳定非弧的等离子体环境，待非弧与粉流均稳定后，进行堆焊，得到Ni基合金焊层；其主要工艺参数如下：同步送粉器氩气流量为12L/min，同步送粉器的送粉率为20g/min；焊枪喷嘴与待焊工件之间的距离为8mm，非弧电压为DC18v，转移弧电流为DC130A，钨极直径为4mm，离子气氩气流量为6L/min，保护气氩气流量为10L/min，焊枪行走速度为90mm/min；(5)将焊后工件进行二级回火热处理，具体为：900℃一级回火2h，500℃二级回火2.5h。实施例2(1)将烧结态钕铁硼磁体在除油液中浸泡8min除油(2)将除油后的磁体置于110℃恒温干燥箱中预热10min；(3)将粒径为120um的铜基合金粉末放置于180℃下烘干1.2h，待冷却至室温后，将金属合金粉体装进焊机的同步送粉器；(4)将预热后的磁体置于工作台，点燃非弧后，开启焊机的同步送粉器保证远离转移弧焰心但又不超出转移弧产生的弧斑区域，调整输送金属合金粉体的送粉气流量，使粉流与焊枪内离子气、保护气形成能产生稳定非弧的等离子体环境，待非弧与粉流均稳定后，进行堆焊，得到铜基合金焊层；其主要工艺参数如下：同步送粉器氩气流量为：14L/min，同步送粉器的送粉率为25g/min，焊枪喷嘴与待焊工件之间的距离为10mm。非弧电压为DC20v，转移弧电流为DC140A，钨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧结钕铁硼表面的高耐蚀、高结合力涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将烧结态钕铁硼磁体进行预热；（2）将金属合金粉末烘干并冷却至室温；（3）采用等离子弧粉末堆焊方法将干燥的金属合金粉末焊接在烧结态钕铁硼磁体的表面形成合金焊层；（4）进行二级回火热处理。

【技术特征摘要】
1.一种烧结钕铁硼表面的高耐蚀、高结合力涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将烧结态钕铁硼磁体进行预热；（2）将金属合金粉末烘干并冷却至室温；（3）采用等离子弧粉末堆焊方法将干燥的金属合金粉末焊接在烧结态钕铁硼磁体的表面形成合金焊层；（4）进行二级回火热处理。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的烧结态钕铁硼磁体为块状或圆柱状结构，且烧结后尚未经回火热处理的大型工件。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述烧结态钕铁硼磁体的预热的温度为100~150℃、时间为10-12min。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述烧结态钕铁硼磁体在预热前对其进行除油前处理或除油加酸洗前处理。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的金属合金粉末烘干是指在150~200℃下烘干1~2h...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，张鹏杰，曹玉杰，黄秀莲，陈静武，衣晓飞，熊永飞，
申请(专利权)人：安徽大地熊新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34