一种Al/NdFeB磁体形成钝化层的制备方法与流程

一种al/ndfeb磁体形成钝化层的制备方法
技术领域
1.本发明属于钕铁硼表面防护领域，具体的说是一种al/ndfeb磁体形成钝化层的制备方法。


背景技术：

2.第三代永磁材料中的“磁王”钕铁硼具有磁性能好、成本低廉等优点，广泛应用于各种支柱产业及高新技术产业，然而磁体多相结构及相间电位差使得其易被腐蚀，极大的限制了它的发展与应用。
3.目前国内外对钕铁硼磁体的防护方法分为合金化法和表面防护法，合金化法使电位差减小，但同时会对磁体的磁性能造成一定程度的损失；而表面防护法的实现手段在环保、经济等方面也会受到掣肘，如对镀zn层的电镀与钝化工艺中所使用的电镀液、钝化液对环境极不友好，ni层中的ni为贵金属，生产成本高，因此，寻找一种经济、实用、不影响磁体使用性能的防护方法成为研究热点。
4.通过钕铁硼磁体表面形成陶瓷钝化层，可以提高其耐腐蚀性能，是一种简单且环保的钝化手段。
5.为此，本发明提供一种al/ndfeb磁体形成钝化层的制备方法。


技术实现要素：

6.为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种al/ndfeb磁体形成钝化层的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
8.s1：陶化液的配制：将全氢聚硅氮烷20质量份、热稳定剂0.1～0.2质量份、分散剂0.3～0.5质量份、二丁基醚有机溶剂80质量份加入容器中，搅拌0.5～2h，搅拌均匀后得到质量分数为20％的全氢聚硅氮烷溶于二丁基醚溶液；
9.s2：陶化液在al/ndfeb磁体表面涂覆：将al/ndfeb样品用丙酮超声清洗8～10min，干燥后将样品放入存有陶化液的接触箱中浸涂3～5min，浸涂完成使用机械爪将样品取出；
10.s3：陶化液与al/ndfeb磁体表面交联：盛有浸涂样品的烧舟置于100℃的恒温箱中保温1～2h以实现交联；
11.s4：陶化液在al/ndfeb磁体表面热解：以5℃/min的升温速率将交联后的样品加热至200℃～450℃，保温1h后随炉冷却即制得表面含陶瓷层的钕铁硼钝化样。
12.所述热稳定剂可以为二氢吡啶；
13.所述分散剂可以为硬脂酰胺；
14.利用前驱体溶液获得钝化所需表面，代替了传统的铬钝化工艺，很好地解决了环境污染的问题；同时此制备钝化膜方法灵活简单，所制备的钝化层组成成分有多种变化；同步分析多种元素的百分量，对优化钝化层成分有重要意义；且此制备的钝化层提高了钕铁硼永磁体表面蒸镀al层的耐蚀性，延长了钕铁硼永磁体在严苛条件下的服役寿命。
15.优选的，所述接触箱呈四方形设置，且接触箱的顶端开设有接触槽，所述接触箱的四个侧壁中部均固定安装有伺服电机，所述伺服电机的传动端固定安装有驱动盘，所述接触槽的中部设置有兜网，所述兜网的外侧固定连接有若干组连接绳，所述连接绳与驱动盘之间固接有拉扯块，所述机械爪的顶端固接有驱动模块，只需将材料放入接触槽中，材料就会被兜网兜住，并悬浮在陶化液的中，大大降低了材料沉底导致接触面太小，导致材料底部没有充分与陶化液接触，使得成品质量降低的问题，同时配合此种设置，可以在材料进入时将兜网向上抬起，让材料在重力作用下运动到接触箱的中部，在侵涂结束后，通过伺服电让兜网缓慢下沉，使得材料可以稳定的停留在接触槽的底端中部，从而实现的定位功能，方便了机械爪的抓取工作。
16.优选的，所述拉扯块的顶端呈弧形设置，所述拉扯块的底端呈内凹形设置，所述接触箱的底端中部固定安装有磁石，所述兜网包括若干条相互交叉的空心编织绳，所述编织绳的外侧设置有疏水垫，配合兜网的材料和空心设置，使得兜网与材料接触时，不会过度挤压材料，进一步保证了成品的质量，同时配合拉扯块的结构设计，不仅可以引导材料进入接触槽后，可以向中心移动，同时配合底端的内凹设置，使得拉扯块可以顺利转动到底端，让材料引导功能可以正常运作，而磁石的设置，可以吸引材料，进一步提高定位效果。
17.优选的，所述拉扯块包括弧形的中心杆，所述中心杆的一端与驱动盘固定连接，所述中心杆的外侧包裹有疏水片，所述疏水片与中心杆之间存在间隙，且中心杆与疏水片之间固接有若干组连接片，所述连接片为弹性材料制作，且疏水片与驱动盘之间固定连接有密封囊，所述密封囊为弹性材料制作，配合拉扯块的空心设置，当工作结束后，可以启动伺服电机带动中心杆上下转动，配合弹性的连接片的连接设置，从而导致外侧包裹的疏水片发生颤动，从而可以将外侧附着的陶化液甩出，之后再配合清水的洗涤，大大提高了清理效果，从而降低了后续处理所需的时间和精力。
18.优选的，所述机械爪包括两组抓取臂，两组抓取臂之间连接有液压模块，所述抓取臂的一侧固定安装有挤压片，所述挤压片呈弧形设置，且挤压片为弹性材料，液压模块可以带动两组抓取臂水平合并和开启，配合两组挤压片的设置，在抓取材料时，两组挤压片会和材料发生挤压，使得挤压片接触变形，通过此种方法，让挤压片与材料的接触面缓慢增大，受力也是缓慢增大，大大降低了抓取过程中，抓取臂破坏材料表面陶化液的问题，从而进一步提高了成品质量。
19.优选的，所述抓取臂的内侧滑动连接有连接杆，所述连接杆的两端均位于抓取臂的外侧，所述连接杆的一端固定安装有顶球，所述顶球位于挤压片的中部，所述顶球为弹性材料制作，且连接杆的外侧靠另一端与抓取臂的外侧固定连接有弹簧，配合连接杆和顶球的设置，可以大大降低在挤压过程中挤压片向两侧偏移，导致挤压出现失误的情况，从而保证了挤压片挤压时，中心向内摊开的效果，让挤压过程可以顺利无误的进行，而弹性顶球的设置，可以降低中心挤压力度过强的问题。
20.优选的，所述抓取臂的中部转动连接有两个多层伸缩套筒，两组多层伸缩套筒呈对称设置，所述多层伸缩套筒的一端固定安装有摩擦条，且多层伸缩套筒的内侧呈空心设置，所述抓取臂的内侧固定安装有气压组件，所述气压组件包括吹气泵和吸气泵，所述气压组件的输出端与多层伸缩套筒之间连接有弹性连接管，所述多层伸缩套筒的外侧设置有动力组件，随着挤压片的挤压，会将材料上的陶化液向上下两侧推动，当挤压结束需要松开
时，通过气压组件向多层伸缩套筒的内侧灌输气压，使得多层伸缩套筒可以向外展开，并让端部的摩擦条与材料的表面接触，并通过动力组件带动多层伸缩套筒缓慢转动，让摩擦条可以跟随着挤压片的伸缩情况进行合并运动，通过此种设置，可以有效的将向外推出的陶化液，均匀的抚平到材料的表面，并最后松开材料，保证了材料在脱离机械爪时，外侧陶化液处于均匀涂抹的状态，从而进一步提高了成品质量，在工作结束后，将气压进行回收，使得多层伸缩套筒缩短，从而不会影响挤压片的正常挤压变形工作。
21.优选的，所述动力组件包括转轮组，所述转轮组包括两组转轮，两组转轮均与抓取臂转动连接，两组转轮相互传动连接，其中一组转轮与连接杆的外侧传动连接，另一组转轮的转杆外侧与多层伸缩套筒的转杆外侧之间连接有传动带，配合转轮组的设置，使得连接杆在移动时，会带动转轮组转动，同时配合传动带的带动，可以带动多层伸缩套筒进行转动，使得挤压片挤压时，多层伸缩套筒向外展开，而挤压片回收时多层伸缩套筒向内合拢，从而实现了多层伸缩套筒跟随挤压片状态进行转动的效果，且不需要额外的动力来源，不仅方便了操作，且无需消耗其他能源。
22.优选的，所述摩擦条呈长条形设置，且摩擦条的外侧固定安装有若干组挤压条，所述挤压条呈弧形设置，且挤压条为弹性材料制作，配合挤压条的设置，使得陶化液的抚平效果更佳，且长条形的摩擦条可以全面覆盖挤压片挤压后的部位，从而保证了抚平效果，进一步提高了成品质量。
23.优选的，所述连接杆的外侧固定安装有摩擦垫,所述多层伸缩套筒的截面呈菱形设置，配合摩擦垫的设置，增加了摩擦力，降低了转轮组空转的问题，而多层伸缩套筒的截面菱形设置，可以降低移动过程中的液体阻力，不仅方便转动，且减少阻力可以进一步提高了传动效果。
24.本发明的有益效果如下：
25.1.本发明所述的一种al/ndfeb磁体形成钝化层的制备方法，利用前驱体溶液获得钝化所需表面，代替了传统的铬钝化工艺，很好地解决了环境污染的问题；同时此制备钝化膜方法灵活简单，所制备的钝化层组成成分有多种变化；同步分析多种元素的百分量，对优化钝化层成分有重要意义；且此制备的钝化层提高了钕铁硼永磁体表面蒸镀al层的耐蚀性，延长了钕铁硼永磁体在严苛条件下的服役寿命。
26.2.本发明所述的一种al/ndfeb磁体形成钝化层的制备方法，通过兜网和拉扯块的设置，不仅可以将材料兜住，并悬浮在陶化液的中，大大降低了材料沉底导致接触面太小，导致材料底部没有充分与陶化液接触，使得成品质量降低的问题，同时可以在材料进入时将兜网向上抬起，让材料在重力作用下运动到接触箱的中部，在侵涂结束后，通过伺服电让兜网缓慢下沉，使得材料可以稳定的停留在接触槽的底端中部，从而实现的定位功能，方便了机械爪的抓取工作。
附图说明
27.下面结合附图对本发明作进一步说明。
28.图1是本发明的制备方法框图；
29.图2是本发明的立体图；
30.图3是本发明的剖视图；
31.图4是本发明中拉扯块与接触箱的连接剖视图；
32.图5是本发明中抓取臂的剖视图；
33.图中：1、接触箱；2、驱动模块；3、机械爪；4、接触槽；5、伺服电机；6、驱动盘；7、拉扯块；8、连接绳；9、兜网；10、磁石；11、抓取臂；13、疏水片；14、中心杆；15、连接片；16、密封囊；17、多层伸缩套筒；18、摩擦条；19、挤压片；20、顶球；21、连接杆；22、气压组件；23、传动带；24、连接管；25、转轮组；26、挤压条。
具体实施方式
34.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
35.实施例一
36.如图1所示，本发明实施例所述的一种al/ndfeb磁体形成钝化层的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
37.s1：陶化液的配制：将全氢聚硅氮烷20质量份、热稳定剂0.1～0.2质量份、分散剂0.3～0.5质量份、二丁基醚有机溶剂80质量份加入容器中，搅拌0.5～2h，搅拌均匀后得到质量分数为20％的全氢聚硅氮烷溶于二丁基醚溶液；
38.s2：陶化液在al/ndfeb磁体表面涂覆：将al/ndfeb样品用丙酮超声清洗8～10min，干燥后将样品放入存有陶化液的接触箱1中浸涂3～5min，浸涂完成使用机械爪3将样品取出；
39.s3：陶化液与al/ndfeb磁体表面交联：盛有浸涂样品的烧舟置于100℃的恒温箱中保温1～2h以实现交联；
40.s4：陶化液在al/ndfeb磁体表面热解：以5℃/min的升温速率将交联后的样品加热至200℃～450℃，保温1h后随炉冷却即制得表面含陶瓷层的钕铁硼钝化样。
41.所述热稳定剂可以为二氢吡啶；
42.所述分散剂可以为硬脂酰胺；
43.利用前驱体溶液获得钝化所需表面，代替了传统的铬钝化工艺，很好地解决了环境污染的问题；同时此制备钝化膜方法灵活简单，所制备的钝化层组成成分有多种变化；同步分析多种元素的百分量，对优化钝化层成分有重要意义；且此制备的钝化层提高了钕铁硼永磁体表面蒸镀al层的耐蚀性，延长了钕铁硼永磁体在严苛条件下的服役寿命。
44.如图2至图3所示，所述接触箱1呈四方形设置，且接触箱1的顶端开设有接触槽4，所述接触箱1的四个侧壁中部均固定安装有伺服电机5，所述伺服电机5的传动端固定安装有驱动盘6，所述接触槽4的中部设置有兜网9，所述兜网9的外侧固定连接有若干组连接绳8，所述连接绳8与驱动盘6之间固接有拉扯块7，所述机械爪3的顶端固接有驱动模块2，工作时，只需将材料放入接触槽4中，材料就会被兜网9兜住，并悬浮在陶化液的中，大大降低了材料沉底导致接触面太小，导致材料底部没有充分与陶化液接触，使得成品质量降低的问题，且可以启动伺服电机带动驱动盘6和拉扯块7进行转动，使得兜网9上浮和下沉，且在下沉过程中由于拉扯块7之间的距离变大，使得兜网9会被拉直，而兜网9上升时会因为材料的重力作用，使得兜网9形成下凹的形态，配合此种设置，可以在材料进入时将兜网9向上抬起，让材料在重力作用下运动到接触箱1的中部，在侵涂结束后，通过伺服电5让兜网9缓慢
下沉，使得材料可以稳定的停留在接触槽4的底端中部，从而实现的定位功能，方便了机械爪3的抓取工作。
45.如图3所示，所述拉扯块7的顶端呈弧形设置，所述拉扯块7的底端呈内凹形设置，所述接触箱1的底端中部固定安装有磁石10，所述兜网9包括若干条相互交叉的空心编织绳，所述编织绳的外侧设置有疏水垫，工作时，配合兜网9的材料和空心设置，使得兜网9与材料接触时，不会过度挤压材料，进一步保证了成品的质量，同时配合拉扯块7的结构设计，不仅可以引导材料进入接触槽4后，可以向中心移动，同时配合底端的内凹设置，使得拉扯块7可以顺利转动到底端，让材料引导功能可以正常运作，而磁石10的设置，可以吸引材料，进一步提高定位效果。
46.如图3至图4所示，所述拉扯块7包括弧形的中心杆14，所述中心杆14的一端与驱动盘6固定连接，所述中心杆14的外侧包裹有疏水片13，所述疏水片13与中心杆14之间存在间隙，且中心杆14与疏水片13之间固接有若干组连接片15，所述连接片15为弹性材料制作，且疏水片13与驱动盘6之间固定连接有密封囊16，所述密封囊16为弹性材料制作，工作时，配合拉扯块7的空心设置，当工作结束后，可以启动伺服电机5带动中心杆14上下转动，配合弹性的连接片15的连接设置，从而导致外侧包裹的疏水片13发生颤动，从而可以将外侧附着的陶化液甩出，之后再配合清水的洗涤，大大提高了清理效果，从而降低了后续处理所需的时间和精力。
47.如图3和图5所示，所述机械爪3包括两组抓取臂11，两组抓取臂11之间连接有液压模块，所述抓取臂11的一侧固定安装有挤压片19，所述挤压片19呈弧形设置，且挤压片19为弹性材料，工作时，液压模块可以带动两组抓取臂11水平合并和开启，配合两组挤压片19的设置，在抓取材料时，两组挤压片19会和材料发生挤压，使得挤压片19接触变形，通过此种方法，让挤压片19与材料的接触面缓慢增大，受力也是缓慢增大，大大降低了抓取过程中，抓取臂11破坏材料表面陶化液的问题，从而进一步提高了成品质量。
48.如图5所示，所述抓取臂11的内侧滑动连接有连接杆21，所述连接杆21的两端均位于抓取臂11的外侧，所述连接杆21的一端固定安装有顶球20，所述顶球20位于挤压片19的中部，所述顶球20为弹性材料制作，且连接杆21的外侧靠另一端与抓取臂11的外侧固定连接有弹簧，工作时，配合连接杆21和顶球20的设置，可以大大降低在挤压过程中挤压片19向两侧偏移，导致挤压出现失误的情况，从而保证了挤压片19挤压时，中心向内摊开的效果，让挤压过程可以顺利无误的进行，而弹性顶球20的设置，可以降低中心挤压力度过强的问题。
49.如图5所示，所述抓取臂11的中部转动连接有两个多层伸缩套筒17，两组多层伸缩套筒17呈对称设置，所述多层伸缩套筒17的一端固定安装有摩擦条18，且多层伸缩套筒17的内侧呈空心设置，所述抓取臂11的内侧固定安装有气压组件22，所述气压组件22包括吹气泵和吸气泵，所述气压组件22的输出端与多层伸缩套筒17之间连接有弹性连接管24，所述多层伸缩套筒17的外侧设置有动力组件，工作时，随着挤压片19的挤压，会将材料上的陶化液向上下两侧推动，当挤压结束需要松开时，通过气压组件22向多层伸缩套筒17的内侧灌输气压，使得多层伸缩套筒17可以向外展开，并让端部的摩擦条18与材料的表面接触，并通过动力组件带动多层伸缩套筒17缓慢转动，让摩擦条18可以跟随着挤压片19的伸缩情况进行合并运动，通过此种设置，可以有效的将向外推出的陶化液，均匀的抚平到材料的表
面，并最后松开材料，保证了材料在脱离机械爪3时，外侧陶化液处于均匀涂抹的状态，从而进一步提高了成品质量，在工作结束后，将气压进行回收，使得多层伸缩套筒17缩短，从而不会影响挤压片19的正常挤压变形工作。
50.如图5所示，所述动力组件包括转轮组25，所述转轮组25包括两组转轮，两组转轮均与抓取臂11转动连接，两组转轮相互传动连接，其中一组转轮与连接杆21的外侧传动连接，另一组转轮的转杆外侧与多层伸缩套筒17的转杆外侧之间连接有传动带23，工作时，配合转轮组25的设置，使得连接杆21在移动时，会带动转轮组25转动，同时配合传动带23的带动，可以带动多层伸缩套筒17进行转动，使得挤压片19挤压时，多层伸缩套筒17向外展开，而挤压片19回收时多层伸缩套筒17向内合拢，从而实现了多层伸缩套筒17跟随挤压片19状态进行转动的效果，且不需要额外的动力来源，不仅方便了操作，且无需消耗其他能源。
51.如图5所示，所述摩擦条18呈长条形设置，且摩擦条18的外侧固定安装有若干组挤压条26，所述挤压条26呈弧形设置，且挤压条26为弹性材料制作，工作时，配合挤压条26的设置，使得陶化液的抚平效果更佳，且长条形的摩擦条18可以全面覆盖挤压片19挤压后的部位，从而保证了抚平效果，进一步提高了成品质量。
52.如图5所示，所述连接杆21的外侧固定安装有摩擦垫,所述多层伸缩套筒17的截面呈菱形设置，工作时，配合摩擦垫的设置，增加了摩擦力，降低了转轮组25空转的问题，而多层伸缩套筒17的截面菱形设置，可以降低移动过程中的液体阻力，不仅方便转动，且减少阻力可以进一步提高了传动效果。
53.工作时，只需将材料放入接触槽4中，材料就会被兜网9兜住，并悬浮在陶化液的中，大大降低了材料沉底导致接触面太小，导致材料底部没有充分与陶化液接触，使得成品质量降低的问题，且可以启动伺服电机带动驱动盘6和拉扯块7进行转动，使得兜网9上浮和下沉，且在下沉过程中由于拉扯块7之间的距离变大，使得兜网9会被拉直，而兜网9上升时会因为材料的重力作用，使得兜网9形成下凹的形态，配合此种设置，可以在材料进入时将兜网9向上抬起，让材料在重力作用下运动到接触箱1的中部，在侵涂结束后，通过伺服电5让兜网9缓慢下沉，使得材料可以稳定的停留在接触槽4的底端中部，从而实现的定位功能，方便了机械爪3的抓取工作；工作时，配合兜网9的材料和空心设置，使得兜网9与材料接触时，不会过度挤压材料，进一步保证了成品的质量，同时配合拉扯块7的结构设计，不仅可以引导材料进入接触槽4后，可以向中心移动，同时配合底端的内凹设置，使得拉扯块7可以顺利转动到底端，让材料引导功能可以正常运作，而磁石10的设置，可以吸引材料，进一步提高定位效果；工作时，配合拉扯块7的空心设置，当工作结束后，可以启动伺服电机5带动中心杆14上下转动，配合弹性的连接片15的连接设置，从而导致外侧包裹的疏水片13发生颤动，从而可以将外侧附着的陶化液甩出，之后再配合清水的洗涤，大大提高了清理效果，从而降低了后续处理所需的时间和精力；工作时，液压模块可以带动两组抓取臂11水平合并和开启，配合两组挤压片19的设置，在抓取材料时，两组挤压片19会和材料发生挤压，使得挤压片19接触变形，通过此种方法，让挤压片19与材料的接触面缓慢增大，受力也是缓慢增大，大大降低了抓取过程中，抓取臂11破坏材料表面陶化液的问题，从而进一步提高了成品质量；工作时，配合连接杆21和顶球20的设置，可以大大降低在挤压过程中挤压片19向两侧偏移，导致挤压出现失误的情况，从而保证了挤压片19挤压时，中心向内摊开的效果，让挤压过程可以顺利无误的进行，而弹性顶球20的设置，可以降低中心挤压力度过强的问题；工
作时，随着挤压片19的挤压，会将材料上的陶化液向上下两侧推动，当挤压结束需要松开时，通过气压组件22向多层伸缩套筒17的内侧灌输气压，使得多层伸缩套筒17可以向外展开，并让端部的摩擦条18与材料的表面接触，并通过动力组件带动多层伸缩套筒17缓慢转动，让摩擦条18可以跟随着挤压片19的伸缩情况进行合并运动，通过此种设置，可以有效的将向外推出的陶化液，均匀的抚平到材料的表面，并最后松开材料，保证了材料在脱离机械爪3时，外侧陶化液处于均匀涂抹的状态，从而进一步提高了成品质量，在工作结束后，将气压进行回收，使得多层伸缩套筒17缩短，从而不会影响挤压片19的正常挤压变形工作；工作时，配合转轮组25的设置，使得连接杆21在移动时，会带动转轮组25转动，同时配合传动带23的带动，可以带动多层伸缩套筒17进行转动，使得挤压片19挤压时，多层伸缩套筒17向外展开，而挤压片19回收时多层伸缩套筒17向内合拢，从而实现了多层伸缩套筒17跟随挤压片19状态进行转动的效果，且不需要额外的动力来源，不仅方便了操作，且无需消耗其他能源；工作时，配合挤压条26的设置，使得陶化液的抚平效果更佳，且长条形的摩擦条18可以全面覆盖挤压片19挤压后的部位，从而保证了抚平效果，进一步提高了成品质量；工作时，配合摩擦垫的设置，增加了摩擦力，降低了转轮组25空转的问题，而多层伸缩套筒17的截面菱形设置，可以降低移动过程中的液体阻力，不仅方便转动，且减少阻力可以进一步提高了传动效果。
54.上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
55.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
56.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。