A causa dei diversi processi di produzione, si dividono in due categorie: magneti NdFeB sinterizzati e magneti NdFeB incollati. Il forte rivestimento magnetico dei magneti NdFeB è generalmente placcato con nichel, rame, cromo, oro, zinco nero, zinco blu e bianco, colla in resina epossidica, ecc. A seconda del processo di elettroplaccatura, anche il colore della superficie del magnete sarà diverso, e anche il tempo di conservazione varierà.
1. Placcatura dei metalli
1.1 Rivestimento metallico elettrolitico
La tecnologia aziendale di galvanizzazione, nota anche come tecnologia dell'ambiente di elettrodeposizione, è un processo in cui il catodo e l'anodo formano un anello nella soluzione elettrolitica (soluzione di placcatura) e i cationi metallici da placcare nella soluzione elettrolitica vengono depositati sulla superficie del componente di placcatura catodica. La formula della soluzione di placcatura del rivestimento metallico galvanico NdFeB si ottiene principalmente migliorando la formula tradizionale della soluzione di placcatura. Quando si galvanizza il rivestimento metallico sulla superficie dei magneti NdFeB, il problema principale è come ridurre la corrosione del magnete da parte della soluzione di placcatura e impedire che la soluzione di placcatura rimanga nella cavità sulla superficie del magnete. Pertanto, la composizione chimica della soluzione di placcatura deve essere regolata per ottenere una soluzione di placcatura neutra e mantenere un'attività e una dissoluzione adeguate dello strato di placcatura. Quella che segue è un'introduzione ad alcuni processi di elettroplaccatura NdFeB comunemente usati.
Dal punto di vista dei costi, della resistenza alla corrosione e della produzione di massa, la nichelatura sulla superficie dei magneti NdFeB è il metodo ideale e più ampiamente utilizzato. Ma ci sono anche alcuni difetti, come l'effetto angolo, lo spessore irregolare di ciascuna parte, molti difetti, grande porosità, ecc. La galvanica Ni sui magneti è simile ai normali processi galvanici, ma la composizione chimica della soluzione galvanica deve essere migliorata. Il flusso del processo è il seguente: superlavaggio, lavaggio con acqua, decapaggio, lavaggio con acqua, superlavaggio, lavaggio con acqua, attivazione, lavaggio con acqua, galvanica, lavaggio con acqua e asciugatura. Cheng et al. ha studiato il processo di nichelatura a impulsi e ha proposto il processo di nichelatura a impulsi ottimale. Blackwood et al. hanno scoperto che l'adesione e la resistenza alla corrosione della nichelatura ottenuta da soluzioni di placcatura acida erano significativamente migliori rispetto alla nichelatura alcalina. Il processo di nichelatura organica sviluppato dalla società giapponese Jindong elimina le inevitabili tracce nella galvanica di queste superfici metalliche. Nell'attuale applicazione della protezione NdFeB, la zincatura è il secondo processo più grande dopo la nichelatura. Poiché lo spessore di cristallizzazione dello strato di zinco elettrolitico è maggiore di quello dello strato di nichel elettrolitico, la resistenza alla corrosione è peggiore di quella dello strato di nichel elettrolitico, ma il processo di passivazione può formare pellicole protettive di vari colori. Il costo della produzione e della gestione dello zinco galvanico è basso. Nel normale processo di elettroplaccatura, regolando la composizione chimica della soluzione di placcatura e controllando il valore del pH, NdFeB può essere elettrolitico direttamente su NdFeB. È stato utilizzato nella produzione industriale, ma migliorare l'adesione tra il rivestimento e il substrato è ancora un problema.
1.2 Rivestimento in lega
Il rivestimento in lega di zinco-nichel è ampiamente utilizzato nella produzione industriale grazie alla sua buona resistenza alla corrosione, al basso infragilimento da idrogeno e alle prestazioni ad alto costo. Da un punto di vista elettrochimico i rivestimenti in leghe di zinco-nichel appartengono ai rivestimenti per poli ferro-ferro. Il suo potenziale stabile è più positivo di quello del rivestimento di zinco puro, quindi nella protezione elettrochimica di NdFeB, la sua corrente di corrosione è inferiore a quella del rivestimento di zinco puro. Dalla ricerca sui prodotti della corrosione del rivestimento in lega di zinco-nichel, il nichel nel rivestimento della lega può inibire efficacemente la reazione di comportamento della corrosione in Cina. Il prodotto della corrosione ZnCl_24Zn(OH)_2 è più denso, più stabile e conduttivo dello ZnO nel rivestimento di zinco. peggio. Il sistema del bagno di placcatura in lega di zinco-nichel utilizza principalmente un sistema di zincato alcalino e un sistema di cloruro acido debole. I primi due metodi hanno elevate capacità di gestione decentralizzata e sono adatti per la galvanica di parti grandi e complesse, ma l’attuale livello di efficienza è basso. Quest'ultimo presenta i vantaggi di un'elevata efficienza di corrente, un'elevata velocità di deposizione, un basso infragilimento da idrogeno ma una buona dispersione. Zhang Xiuzhu ha studiato il processo di galvanostegia di nuove leghe di ferro con basso infragilimento da idrogeno e ha ottenuto un rivestimento di lega con un contenuto di nichel compreso tra l'8,4% e il 22,6%, quasi senza problemi di infragilimento da idrogeno.
La lega zinco-ferro elettrodeposta è ampiamente utilizzata nei settori industriali grazie alla sua buona resistenza alla corrosione, placcabilità, saldabilità ed elevata durezza. Rispetto al rivestimento in zinco puro, il rivestimento in lega di zinco-ferro ha una migliore resistenza alla corrosione e un costo inferiore rispetto al rivestimento in lega di nichel puro e zinco-nichel. Potrebbe diventare una nuova direzione per la protezione superficiale NdFeB per le imprese in futuro. Il rivestimento in lega di zinco-ferro si basa sul meccanismo anomalo di codeposizione di zinco e ferro, in cui Fe2 e Zn2 vengono depositati contemporaneamente sul substrato attraverso la scarica. Alcuni stabilizzanti dovrebbero essere aggiunti alla soluzione di placcatura per inibire l'ossidazione di Fe2 in Fe3 e ridurre Fe3 in Fe2 per stabilizzare la soluzione di placcatura. Uno stabilizzante del ferro di nuova concezione adatto per bagni galvanici in leghe di nichel-ferro solfato. Questo metodo può trasformare il Fe3 prodotto dalla corrosione dei magneti NdFeB nella soluzione di placcatura iniziale delle imprese di galvanica da ioni impurità in ioni socialmente utili, il che facilita il mantenimento della soluzione di placcatura. Attualmente, le comuni soluzioni di placcatura in lega di zinco-ferro sono suddivise in sistemi di acido clorurato, sistemi di solfato neutro e sistemi di zincato alcalino. In questi sistemi di gestione, come ridurre la corrosione della soluzione galvanica sulla superficie dei magneti NdFeB prima che gli ioni metallici si depositino attraverso la scarica, e come le aziende possono rendere il Fe2 nella soluzione galvanica più sicuro e più stabile, sono le chiavi per realizzare NdFeB galvanica delle leghe zinco-ferro. .
Zinco nero: La superficie del prodotto viene trattata di colore nero in base alle esigenze del cliente. In termini di galvanica, si tratta principalmente di aggiungere uno strato di pellicola protettiva nera attraverso un trattamento chimico basato sulla zincatura a caldo. Questo film può anche svolgere un ruolo nella protezione del prodotto. Migliora il tempo di resistenza alla corrosione e aumenta il tempo di ossidazione. Tuttavia, la sua superficie si graffia facilmente e perde il suo effetto protettivo. Pochissime persone lo usano oggi e la maggior parte di loro è sostituita dalla resina epossidica. È grigio-nero e per lo più sostituito dalla resina epossidica.
1.3 Placcatura ionica dell'alluminio sotto vuoto La tecnologia di alluminizzazione ionica sotto vuoto è un metodo di trattamento superficiale che combina l'evaporazione sotto vuoto, l'impianto ionico e la tecnologia di deposizione meteorologica. Sulla base dell'evaporazione sotto vuoto e dell'attivazione del plasma, il vapore del materiale a film sottile viene ionizzato nella scarica a bagliore del gas inerte, quindi il substrato viene bombardato e rivestito. Questo metodo è una tecnologia di placcatura a secco, che può evitare difetti come la soluzione di placcatura bagnata residua nello spazio tra i magneti, la corrosione della superficie del magnete da parte della soluzione di placcatura e l'infragilimento del rivestimento dovuto all'assorbimento di idrogeno da parte del magnete durante la galvanica. La forza di adesione e la resistenza alla corrosione dello strato di alluminio placcato ionico sono molto più elevate di quelle della placcatura in zinco e nichel. Durante il processo di placcatura ionica, il bombardamento di ioni e atomi ad alta energia sulla superficie del magnete può, in una certa misura, influenzare l'iniezione di ioni, provocando una reazione tra il composto metallico e il magnete. La formazione di una nuova fase non solo migliora la forza di adesione del rivestimento, ma aumenta anche la coercitività del magnete. Il processo di alluminizzazione ionica non causerà inquinamento all'ambiente sociale, né danneggerà le prestazioni del sistema meccanico del magnete e migliorerà anche le prestazioni a fatica di alcuni materiali correlati. Inoltre, il rivestimento in alluminio ha una buona conduttività e un bell'aspetto.
1.4 Placcatura chimica di leghe di nichel-fosforo
La tecnologia di placcatura in lega Ni-P senza elettrolisi è un metodo che utilizza un agente riducente per ridurre autocataliticamente il rivestimento Ni-P sulla superficie delle parti attivate senza aggiungere corrente. La placcatura al nichel-fosforo utilizza il sale di nichel per ridurre gli ioni di nichel sotto l'azione dell'ipofosfito e l'ipofosfito decompone il fosforo. Il processo di reazione di riduzione può essere effettuato solo sotto l'azione di diversi catalizzatori. Metalli come alluminio, nichel, cobalto, ferro e le loro leghe hanno effetti catalitici, quindi i magneti NdFeB possono essere placcati direttamente con leghe di nichel-fosforo. All'inizio della reazione di riduzione è possibile ottenere spontaneamente ed uniformemente su tutto il magnete un rivestimento di lega di nichel per effetto autocatalitico del nichel. Per garantire la qualità, durante la placcatura chimica è necessario aggiungere agenti complessanti, tamponi, stabilizzanti, regolatori del pH, ecc. Il rivestimento in lega di nichel-fosforo ha meno pori, spessore uniforme, elevata durezza, superficie liscia e buona adesione al substrato. I rivestimenti con un contenuto di fosforo superiore al 7% hanno una struttura amorfa, nessun difetto ai bordi dei grani ed elevata resistenza alla corrosione.
1,5 rame: si verifica principalmente nell'industria della ferramenta. Pochissime persone lo utilizzano nel campo dei magneti NdFeB. Il suo aspetto è giallo chiaro. Usato molto raramente, l'aspetto è giallo chiaro
1.6 Cromo: Anche la galvanica del cromo è relativamente rara nel settore. Il costo del processo di galvanica è molto elevato e non può essere adottato dalle imprese ordinarie. Tuttavia la sua capacità di rilasciare decadimento è molto forte ed è difficile reagire con altre sostanze. Utilizzato principalmente in aree con pH estremamente forte. Questo è generalmente scelto raramente.
1.7 Oro: la maggior parte dei gioielli in oro giallo chiaro che vedi in alcune bancarelle per strada sono in oro o rame galvanizzato. La placcatura in oro rende la superficie del prodotto bella quanto il nucleo. Viene generalmente utilizzato nel campo della gioielleria. Viene anche utilizzato come componente conduttivo in alcuni dispositivi elettronici di consumo di lusso di fascia alta. Ad esempio, l'interfaccia conduttiva delle cuffie Bluetooth wireless con un valore di marca relativamente elevato utilizza la placcatura in oro.
2. Rivestimento organico
2.1 I rivestimenti polimerici possono essere utilizzati per la protezione della superficie dei magneti in ambienti altamente corrosivi e in applicazioni che richiedono isolamento elettrico. I principali materiali di ricerca per i rivestimenti compositi di polimeri magnetici NdFeB sono resine e polimeri organici, tra cui il più utilizzato è il rivestimento in resina. Questo perché la resina epossidica ha un'eccellente resistenza all'acqua, resistenza chimica e proprietà adesive e sviluppa una propria durezza sufficiente. Oltre alla resina epossidica, i rivestimenti in resina disponibili includono poliacrilato, poliammide, poliimmide, ecc. Si possono anche utilizzare miscele di queste resine. I principali contenuti della ricerca sui processi di rivestimento comprendono la spruzzatura e l'elettroforesi. I rivestimenti per elettroforesi catodica hanno un'elevata resistenza agli acidi, resistenza agli alcali, resistenza ai solventi, proprietà meccaniche, in particolare adesione. Prima dell'elettroforesi, viene solitamente eseguito il pretrattamento con fosfato di zinco. Il fosfato di zinco è sia uno strato isolante che uno strato anticorrosivo. I magneti legati si ossidano facilmente nell'aria. Il trattamento di rivestimento può isolare la polvere magnetica dall'ossigeno o dall'acqua nell'aria per prevenire l'ossidazione e la ruggine. Cheng et al. ha applicato un nuovo tipo di materiale in resina (resina bismaleimide) alla protezione superficiale dei magneti NdFeB, che ha una maggiore stabilità e una minore sensibilità all'umidità rispetto alla resina epossidica.
2.2 Il parilene è un nuovo materiale di rivestimento conforme sviluppato dalla British Union Carbide Company tra la metà e la fine degli anni '60. È un polimero paraxilene. La materia prima idromagnetica del magnete NdFeB delle terre rare è un materiale magnetico forte con prestazioni eccellenti e una delle materie prime importanti per la miniaturizzazione e l'ultra-miniaturizzazione dei micromotori. Tuttavia, questo tipo di materiale è molto instabile nell'aria. I materiali più grandi solitamente utilizzano vernice autoforetica galvanica o resina epossidica per il rivestimento protettivo. Materiali magnetici rari di piccole e medie dimensioni con una dimensione di 1-5 mm, in particolare anelli e cilindri. I materiali magnetici terrestri a forma di terra non possono più ottenere una protezione affidabile e soddisfare i requisiti applicativi attraverso i metodi tradizionali di cui sopra. La combinazione dell'esclusivo processo di produzione del polipropilene e delle eccellenti proprietà gli consente di rivestire completamente magneti compatti di piccole e medie dimensioni senza alcun punto debole. Il materiale del magnete permanente rivestito con esso può essere immerso in acido solforico per 10 giorni. Quanto sopra non si corrode. Attualmente, quasi tutti i materiali magnetici di piccole e medie dimensioni nel mondo utilizzano il parilene come strato isolante e rivestimento protettivo.
3.Conclusione
In sintesi, sono stati compiuti alcuni progressi nella protezione superficiale del NdFeB. È stata ottenuta una buona resistenza alla corrosione, che promuove notevolmente l'ulteriore diffusione dell'applicazione dei magneti NdFeB. Ma ci sono diversi inconvenienti per diversi metodi di lavoro di protezione. Per il processo di galvanica, il miglioramento dell’adesione del rivestimento e la riduzione dell’infragilimento da idrogeno sono tecnologie chiave. Sebbene il metodo di alluminizzazione ionica sotto vuoto abbia una buona adesione e resistenza alla corrosione, il rivestimento è soggetto a fessurazioni a causa dell'assorbimento di idrogeno da parte del magnete. Sebbene la placcatura chimica delle leghe di nichel-fosforo possa migliorare la capacità di placcatura e la durezza del rivestimento di parti con forme complesse, in quel momento è difficile mantenere il processo complesso. Tuttavia, sebbene i rivestimenti organici abbiano una buona adesione e resistenza alla corrosione, la loro resistenza alle alte temperature è estremamente scarsa. Pertanto, c’è ancora molto margine di miglioramento nella tecnologia di protezione superficiale NdFeB. Pertanto, per sviluppare o migliorare la tecnologia di protezione superficiale NdFeB, dovrebbero essere soddisfatte contemporaneamente le seguenti condizioni: infragilimento da idrogeno minimo o nullo durante il processo di rivestimento; (2) il rivestimento deve avere una buona adesione al substrato; (3) la superficie del rivestimento deve essere densa, priva di micropori o crepe, il rivestimento deve avere una bassa permeabilità e il rivestimento deve avere una certa stabilità alla temperatura.
