王 瑜

(包頭金山磁材有限公司，內(nèi)蒙古 包頭 014020)

NdFeB磁體由于其綜合磁性能高，在風(fēng)力發(fā)電、新能源汽車電機(jī)、伺服電機(jī)等許多領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。但是NdFeB磁體基體耐腐蝕性差，在高溫、潮濕環(huán)境下基體會不斷被腐蝕，最終失效。目前實(shí)際使用中都要在基體上施加各種金屬或環(huán)氧類涂層，以防止基體的失效。

在各類表面鍍層或涂層中，在磁體基體表面進(jìn)行磷化處理也是一種對基體有效的防護(hù)手段。該膜層成本低，厚度薄。作為防護(hù)時效要求短或后續(xù)還要對磁體密封防護(hù)而采取的臨時防護(hù)等情況，該膜層完全可以滿足防護(hù)要求，目前應(yīng)用也非常廣泛[1]-[3]。

在釹鐵硼磷化前，一般需要對基體進(jìn)行酸洗，以清除表面油污，增強(qiáng)基體活性，提高基體與膜層附著力。酸洗一般采用硝酸，硝酸酸性強(qiáng)，去污能力強(qiáng)，但時間不能過長，否則容易對基體造成損傷。一旦損傷基體，對鍍層結(jié)合力有影響，而且也會影響磁體磁通。

由于硝酸酸性強(qiáng)，近些年也開始采用磷酸酸洗。磷酸酸性弱，時間即使長一些對基體損傷也很小，同時使用磷酸磷化后顏色一致性好，故得到越來越廣泛的使用。但筆者根據(jù)近期客戶反饋發(fā)現(xiàn)，采用磷酸酸洗如時間過長，溫度較高，雖然對基體損傷不明顯，但對磁體磁通不可逆損失影響很大。

本文將對釹鐵硼磷化鍍前采用磷酸洗工藝進(jìn)行試驗(yàn)比對，對最終磁體磁通不可逆損失進(jìn)行測試，以探討磷酸酸洗工藝對最終磁體磁通不可逆損失的影響。為釹鐵硼磷化前合理制定酸洗工藝提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)過程

選用牌號為38UH燒結(jié)釹鐵硼坯料，根據(jù)需求切割加工，然后進(jìn)行磷化處理：

除油：釹鐵硼表面又皂化類油和非皂化類油油污，皂化類油使用堿液去除；非皂化油使用表面活性劑去除。

酸洗：利用酸與釹鐵硼表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將釹鐵硼表面的氧化皮清洗去除。

磷化：利用電化學(xué)反應(yīng)在釹鐵硼表面形成磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。

鈍化：對磷化膜的鈍化處理，主要是提高磷化膜本身的防銹能力，改善磷化膜的綜合性能。

磷化后的產(chǎn)品進(jìn)行充磁，使用HT707磁通計(jì)對每片磁體測試初始磁通值Φ0，之后將磁體放置到1mm鐵板上，放入烘箱，升溫到120℃保溫2小時后恢復(fù)到室溫，再次測試磁通值Φ120，則使用以下公式計(jì)算磁通不可逆損失Hirr。

Hirr=(Φ0-Φ120)/[(120-20)×Φ0]×100%

(1)

對酸洗工藝，設(shè)計(jì)以下幾種工藝進(jìn)行對比性試驗(yàn)比對：

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

上述四組試驗(yàn)結(jié)果見下表：

上述幾組數(shù)據(jù)分別做曲線如下圖(a)、(b)、(c)、(d)。

從表2及圖1可以看出，使用磷酸酸洗不同濃度、不同時間對最終磁通不可逆損失值影響較大：室溫下相同磷酸濃度隨著酸洗時間增加，磁通不可逆損失值增大，時間由1min增加到5min，磁通不可逆損失值0.55%升高至1.52%，一般行業(yè)對磁通不可逆損失值要求需小于3-5%，故雖磁通不可逆損失升高，但總體處于可接受范圍。

表2 試驗(yàn)結(jié)果

圖1 (a)、(b)、(c)、(d)不同酸洗條件對磁體磁通不可逆損失的影響

濃度減半后相同條件，對應(yīng)磁通不可逆損失值為0.56%與1.45%，與原濃度處于相同水平，即降低濃度磁通不可逆損失值沒有降低。故通過降低磷酸濃度磁通不可逆損失未得到進(jìn)一步改善，故維持3%左右的磷酸濃度是合適的。

通過提高磷酸酸洗溫度進(jìn)一步提高酸洗效果，有一定效果，但溫度要進(jìn)行控制，從試驗(yàn)分析，酸洗溫度控制在小于40℃，磁通不可逆損失總體可控。

繼續(xù)提高酸洗溫度到60℃，磁通不可逆損失會出現(xiàn)比較大的下降，對磁體后續(xù)應(yīng)用影響較大，故酸洗溫度控制在40℃以下相對合理，也是比較安全的。

3 結(jié)論

本文通過設(shè)計(jì)的一組試驗(yàn)，對不同磷酸濃度、不同酸洗時間酸洗后磷化磁體的磁通不可逆損失值進(jìn)行了分析，通過試驗(yàn)認(rèn)為：

燒結(jié)釹鐵硼磁體磷化前采用磷酸酸洗是可行的，由于磷酸酸性較弱，對基體損傷小，磷化后顏色一致性好，相比硝酸更容易控制，故從工藝角度考慮是可行的。

采用磷酸酸洗，磷酸時間可以適當(dāng)長一些，雖然隨著時間增加，磁體磁通不可逆損失值會增加，但時間不超過3-5min，磁通不可逆損失值是可以接受的。但時間如果更長，磁體磁體磁通不可逆損失值也會出現(xiàn)大的增加，也是要注意和避免的。

但酸洗時酸洗液溫度要嚴(yán)格控制，原則上不超過40℃，否則會導(dǎo)致磁體磁通不可逆損失出現(xiàn)明顯上升，影響客戶使用。