一种耐腐蚀表面复合材料及制备方法

1.本发明涉及耐腐蚀表面复合材料制备领域，更具体地说，涉及一种耐腐蚀表面复合材料及制备方法。


背景技术：

2.基于钕铁硼自身的优势，其广泛应用于信息技术、汽车、电机、风电、混合动力汽车等行业。钕铁硼磁体是粉末冶金的产品，由于各富钕相、富硼相、钕铁硼主相的电极电位不同，易引起电化学腐蚀，而钕又是化学活性较高的元素之一，极易发生腐蚀，外表的耐蚀性差是其关键性的缺陷之一。故，在应用前必须对钕铁硼磁体进行表面处理来防腐。通常钕铁硼磁体的表面处理方法包括磷化、电沉积、电泳、喷涂、物理气相沉积等。常规的电沉积镀层包括镍、镍-镍、镍-铜-镍、锌-锌镍合金-铜-镍等。
3.中国专利，申请号为cn202011567211.5公开一种钕铁硼磁体的复合镀层及其制备方法。复合镀层至少包括两种镀层：第一镀层和第二镀层，其中所述第一镀层为含有镍、铜和锌中至少一种金属的镀层，所述第二镀层为锡镍锌三元合金镀层。本发明提供的用于钕铁硼磁体的复合镀层，可以进一步提高钕铁硼磁体产品的耐腐蚀性能、耐湿热性，镀层与磁体表面、镀层与镀层之间的结合力优异，且镀层并几乎不会影响磁体的磁性能。整体制备过程具有操作简易、维护方便，环保性强、生产效率高等优点。复合镀层的耐蚀性较好(sst可达到300h以上)。但是耐腐蚀性能还有待提高。
4.为此，本技术提出一种耐腐蚀表面复合材料及制备方法。


技术实现要素：

5.1.要解决的技术问题
6.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种耐腐蚀表面复合材料及制备方法，可以进一步提高复合镀层的耐腐性
7.2.技术方案
8.为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
9.一种耐腐蚀表面复合材料及制备方法，由电沉积金属层与电镀层复合而成，电沉积金属层与电镀层的厚度比为0.6-0.9:1，电沉积金属层的厚度为 10-25微米，电沉积金属层中镍、锰、铁元素的重量比为1:0.1:0.2-0.5，电镀层为纯铜。
10.进一步的，一种耐腐蚀表面复合材料制备方法，其特征在于：
11.s1：先用砂纸将种钕铁硼磁体试样的表面打磨干净，使钕铁硼磁体表面的杂质和锈斑除去，砂纸细度从180目打磨到1200目；
12.s2：进行电镀铜；
13.s3：将聚乙二醇与氢氧化钠配制成混合溶液a；聚乙二醇与氢氧化钠的重量比为1:0.5-0.9。然后取0.3mol/lnis04
·
6h20溶液、0.1-0.3mol/lmnso4
· h2o溶液、0.1mol/lfes04
·
7h20溶液均匀混合，形成溶液b；
14.s4：将前面镀铜的钕铁硼试样放入电解池，然后将镍锰铁合金作为阳极，置于所配制的电解液中，采用恒电位极化电沉积制备镍锰铁合金镀层；
15.s5：用无水乙醇冲洗表面3～5次，干燥后获得镍锰铁复合涂层。
16.进一步的，所述s1中，为进一步除去试样表面的颗粒杂质和油污，使用乙醇超声清洗10～15min，然后将试样置于自然条件下干燥后备用。
17.进一步的，所述s1中，经过除油除锈后的工件在40℃的清洗结束后重新注入清水在同样的超声条件下清洗两次，最后吹干。
18.进一步的，所述s2中，电镀铜时的施镀温度为46～52℃，电流密度为 5-8a/dm2，施镀时间为10-20min。
19.进一步的，所述s2中，镀液采用硫酸铜电镀液，其组成及含量为：cuso4 ·
5h2o140-160g/l，h2so445-70g/l，余量为去离子水，cuso4
·
5h2o、 h2so445-70g/l与去离子水的重量比为0.5-0.6:0.5:1。
20.进一步的，所述s3中，其中nis04
·
6h20溶液、mnso4
·
h2o溶液与fes04 ·
7h20溶液重量比为1:1:0.7-1。
21.进一步的，所述s3中，然后将溶液b加入溶液a，搅拌均匀，溶液b与溶液a的重量比为1:0.9-1.2，然后加入浓度为10～15g/l的硫酸铵，将电解液ph值调为7～9，放入电解池备用。
22.进一步的，所述s4中，所述恒电位极化电沉积所用仪器为电化学工作站，极化电位为-10～0v，电沉积时间为20～40min。
23.进一步的，根据权利要求9所述的一种耐腐蚀表面复合材料及制备方法，其特征在于：所述s4中，镍锰铁合金中镍、锰、铁的重量比为1:0.1:0.2-0.5，然后置于200-250℃、保温10-13h，取出后冷至室温。
24.3.有益效果
25.相比于现有技术，本发明的优点在于：
26.1.本发明所公开的耐腐蚀表面复合材料具有较好的耐腐蚀性，并且所用电解液原材料成本低，来源广，适于工业生产大规模化使用，也可用于其他金属材料，应用范围广，有良好的应用开发前景。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.为解决上述技术问题，提出一种耐腐蚀表面复合材料及制备方法，由电沉积金属层与电镀层复合而成，电沉积金属层与电镀层的厚度比为0.6-0.9:1，电沉积金属层的厚度为10-25微米，电沉积金属层中镍、锰、铁元素的重量比为1:0.1:0.2-0.5，电镀层为纯铜。
29.具体为：镍、锰、铁可以互溶，所形成的电沉积金属镀层致密而均匀。镍、锰、铁所形成的组织为单相，破坏了微电池的构架。镍和铁可形成合金，锰有助于组织处于单相状态，而且可以对合金进行固溶强化，保证了金属镀层的强度。电镀的纯铜层，是电沉积金属镀层
与基体材料的过渡材料。良好的延展性，保证了电沉积金属镀层与基体材料很好的过渡，降低了应力，保证了电沉积金属镀层工作的完整性。镍、铁是典型的铁磁物质，基本不影响磁体的性能。所用电解液原材料成本低，来源广，适于工业生产大规模化使用，也可用于其他金属材料，应用范围广，有良好的应用开发前景。
30.一种耐腐蚀表面复合材料制备方法,具体包括以下步骤：
31.s1：先用砂纸将种钕铁硼磁体试样的表面打磨干净，使钕铁硼磁体表面的杂质和锈斑除去，砂纸细度从180目打磨到1200目；
32.s2：进行电镀铜；
33.s3：将聚乙二醇与氢氧化钠配制成混合溶液a；聚乙二醇与氢氧化钠的重量比为1:0.5-0.9。然后取0.3mol/l nis04
·
6h20溶液、0.1-0.3mol/l mnso4 ·
h2o溶液、0.1mol/l fes04
·
7h20溶液均匀混合，形成溶液b；
34.s4：将前面镀铜的钕铁硼试样放入电解池，然后将镍锰铁合金作为阳极，置于所配置的电解液中，采用恒电位极化电沉积制备镍锰铁合金镀层；
35.s5：用无水乙醇冲洗表面3～5次，干燥后获得镍锰铁复合涂层。
36.所述s1中，为进一步除去试样表面的颗粒杂质和油污，使用乙醇超声清洗10～15min，然后将试样置于自然条件下干燥后备用。
37.所述s1中，经过除油除锈后的工件在40℃的清洗结束后重新注入清水在同样的超声条件下清洗两次，最后吹干。
38.所述s2中，电镀铜时的施镀温度为46～52℃，电流密度为5-8a/dm 2，施镀时间为10-20min。
39.所述s2中，镀液采用硫酸铜电镀液，其组成及含量为：cuso4
·
5h2o140-160g/l，h2so4 45-70g/l，余量为去离子水，cuso4
·
5h2o、h2so4 45
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70g/l与去离子水的重量比为0.5-0.6:0.5:1。
40.所述s3中，其中nis04
·
6h20溶液、mnso4
·
h2o溶液与fes04
·
7h20溶液重量比为1:1:0.7-1。
41.所述s3中，然后将溶液b加入溶液a，搅拌均匀，溶液b与溶液a的重量比为1:0.9-1.2，然后加入浓度为10～15g/l的硫酸铵，将电解液ph值调为7～9，放入电解池备用。
42.所述s4中，所述恒电位极化电沉积所用仪器为电化学工作站，极化电位为-10～0v，电沉积时间为20～40min。
43.所述s4中，镍锰铁合金中镍、锰、铁的重量比为1:0.1:0.2-0.5，然后置于200-250℃、保温10-13h，取出后冷至室温。
44.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。