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二、鍍前處理

釹鐵硼鍍前處理同樣也是通過一系列處理步驟獲得平整、光滑、無油污、無銹蝕的基體金屬表面,以滿足后續鍍覆加工的要求。但釹鐵硼鍍前處理不像處理普通鋼件一樣簡單,而是有其自身的特殊性,這種特殊性主要受釹鐵硼表面物理、化學性質的影響。

釹鐵硼鍍前處理從倒角開始,但進入生產線從除油開始。生產線可采用自動/半自動滾筒生產線,也可采用手工生產線。采用自動/半自動生產線時,可與電鍍等主工序共線生產,但最好單獨成線生產,因為可能會交叉污染。另外,滾筒不能太大,轉速不能太快,以免零件受到損傷。滾筒開孔率要高,因為線上可能采用多道超聲波清洗,滾筒開孔率低會使超聲的作用打折扣。

然而,目前生產中多數還是以手工生產線為主,這種形式工人勞動強度大一點,但清洗徹底,質量有保證,尤其在使用超聲處理工序時,盲孔內易產生空化效應,利于零件微孔及表面油污、贓物等的徹底清洗,因此仍然被多數人所采用。

手工生產線的除油很多時候采用滾筒處理,完后零件卸滾筒,用塑料網兜少量分裝進入后面工序的手工操作,最后裝入電鍍滾筒進行電鍍。工藝流程如下:滾筒除油(是否加超聲視情況而定)→塑料網兜分裝→逆流水洗→超聲水洗→酸洗→逆流水洗→超聲水洗→活化→逆流水洗→超聲水洗(此處要否超聲視情況而定)→電鍍。

1.倒角

倒角即進行光整處理,也叫滾光,其所用的設備一般有臥式滾光機和振動光飾機,統稱倒角機。由于受到材質特性和機械加工的影響,釹鐵硼零件表面往往粗糙不平、邊角尖銳,若不做光整處理,電鍍時可能因實際電流密度遠小于表觀電流密度而使鍍層沉積變得困難。倒角可使零件表面變得平整、光滑、邊角圓潤,從而利于鍍層快速、均勻、連續地沉積。

采用臥式滾光時與普通鋼件不同的是,釹鐵硼材質脆性大,不能采用大尺寸(尤其直徑大)滾光滾筒,否則零件可能被滾成碎片。釹鐵硼滾光采用的臥式行星滾光機,是在轉動體的圓周上等距離安裝四個小型六角滾筒,每個滾筒容積7~8L。四個滾筒一方面隨轉動體公轉,一方面繞各自軸心按相反方向自轉。滾筒的行星運動使筒內零件始終保持在筒壁外周一側,此時磨料與零件產生相對運動,并對零件表面進行細微切削、擠壓,從而在不損傷零件的情況下達到光整的目的。臥式行星滾光機一般適合釹鐵硼小或中小尺寸零件,而不適合大尺寸零件的光整。

釹鐵硼另一種使用較為廣泛的倒角機是振動光飾機。振動光飾機的軸向為垂直方向,則零件運行為水平(或螺旋)方向,因此零件間磕碰程度較輕,不會像臥式滾光機那樣可能對零件產生較大的損傷。振動光飾機適合規格大于5mm×2mm的多種尺寸(尤其大尺寸)產品的光整處理,可盡量減少磕角、磕邊等現象。并且、單批處理量較大,比如最多可單批處理100kg零件,加工速度快,生產效率高。另外,由于振動光飾機是敞開式的,還可隨時抽取產品進行中途質檢,以便及時根據情況對加工方法做出調整。

滾光時要使用一定比例的磨料,還要加入一定的水和磨液,并且可能會使用除油劑,以便后續除油時負擔輕一些。滾光使用的磨料種類、磨料與零件比例、滾筒轉速、處理時間以及是否使用除油劑等,應根據零件的具體規格、公差要求、表面油污狀況等進行合理選擇,不再多述。

2.除油

釹鐵硼除油通常采用化學除油,而不能采用電化學除油,因為陰極除油會使多孔的磁體表面析氫而影響鍍層質量,陽極除油可能會使磁體因氧化而發生溶解。由于釹鐵硼表面化學活性較強,化學除油液堿性不能太強,PH值一般控制在10左右,否則會對磁體造成腐蝕。而且,零件經倒角后表面已無多大油污,除油液堿性太強意義也不大。

生產中一般采用滾筒除油的方式,效率高,滾筒的翻滾作用也有利于油污的去除。另外,除油是否加超聲波視情況而定,加超聲波利于提高磁體的清洗質量,適合高品位產品。加超聲波時,超聲振板布置在滾筒的前后下三面,要達到一定的功率,零件裝載量不要太大,否則會影響清洗效果。推薦的釹鐵硼化學除油工藝如下。


1#配方(g/L)

2#配方(g/L)

3#配方(g/L)

碳酸鈉

50

5

5~8

三聚磷酸鈉

70

25~35

25~30

碳酸氫鈉


15

10~15

氫氧化鈉

5



OP-10

0.5



表面活性劑


適量

適量

檸檬酸

30~40



PH值

10.5

<10

<10

溫度(℃)

65

50~60

50~65

注:1#配方中的檸檬酸對釹具有一定的絡合作用,可防止釹的氧化。

3.酸洗

釹鐵硼除銹是為了除去磁體表面在倒角、除油后生成的釹的氧化層。除銹用的酸洗液不能用鹽酸,因鹽酸中的氯與釹反應較強,會對磁體造成過腐蝕導致材料表面粉化。一般采用硝酸體系的酸洗工藝,因硝酸對磁體的腐蝕比較均勻,且同時使用緩蝕劑或弱絡合劑,可防止釹的氧化,避免磁體出現過腐蝕。推薦的釹鐵硼酸洗工藝如下。


1#配方

2#配方

3#配方

硝酸(ml/L)

30~40

30~40

10~20

硫脲(g/L)

0.5



硫酸(g/L)


0.5~1


氫氟酸(ml/L)



8~15

PH值

4~5(用氨水調節)

4~5(用氨水調節)


溫度(℃)

室溫

室溫

室溫

注:①1#配方中的硫脲起緩蝕作用;②用氨水調PH值是因為氨水對釹具有一定的絡合作用,可防止釹的氧化,避免過腐蝕。

   釹鐵硼酸洗一般采用手工方式進行,工人使用塑料網兜分裝少量零件,在酸洗槽中上下左右翻動酸洗。這種方式工人勞動強度大一點,但簡單、快捷、清洗徹底,并可隨時觀察零件表面的情況變化,據此及時對酸洗時間、溶液濃度等作出調整,既提高生產效率,又避免零件造成腐蝕。酸洗至零件表面呈均勻、細致、有光澤的銀白色即可。

4.活化

為進一步提高鍍層與基體的結合力,經酸洗的釹鐵硼零件在電鍍前應增加活化處理,使零件表面處于活化狀態更容易鍍覆。常用的活化工藝:磺基水楊酸20~25g/L,氟化氫銨10~15g/L,室溫,30~40S。推薦的其他釹鐵硼活化工藝如下。


1#配方

2#配方

3#配方

氯化鉀鍍鋅前的活化

1%~3%鹽酸溶液,時間25S~50S,活化后水洗入鍍槽

氯化鉀50g/L+硼酸50g/L,活化后可不水洗直接入鍍槽

2%~3%檸檬酸溶液,活化后可不水洗直接入鍍槽

鎳+銅+鎳前的活化

1%~3%硫酸溶液,時間25S~50S,活化后水洗入鍍槽

20~25g/L檸檬酸+8~10g/L氟化氫銨,活化后水洗入鍍槽

20~30g/L檸檬酸溶液,活化后水洗入鍍槽

預鍍堿性化學鎳前的活化

0.5%~1%碳酸鈉溶液,活化后可不水洗直接入鍍槽



磷化前的活化

1%~2%草酸溶液,活化后可不水洗直接入磷化槽

稀硝酸溶液,活化后可不水洗直接入磷化槽


另外,還可選用專門針對釹鐵硼研發的商品除油、酸洗、活化等工藝,這樣可以保證生產順利、穩定,減少麻煩。

5.關于超聲波處理

對普通鋼件來講,鍍前處理使用超聲波未必是必須的,但釹鐵硼是必須的。因為利用超聲波的空化作用可以徹底清除釹鐵硼微孔內的油污、酸堿等物質,否則極易因微孔內的污物清洗不凈影響鍍前處理質量,影響鍍層結合力,這一點非常關鍵。至于使用幾道超聲視情況而定,一般至少除油后和酸洗后各增加一道超聲水洗是必須的,其他工序,建議活化后最好增加一道超聲水洗,清洗效果更有保證。除油過程中多數情況下是不使用超聲的,但如果是高品位磁鐵,增加超聲也未嘗不可。

可以將生產線上的各工序按工藝流程順序排開,形成流水線作業,這樣工人操作方便、效率高。但當加工批量不是很大時,可以只配備除油槽、酸洗槽、活化槽及一臺超聲波水洗機。超聲波水洗機的盛水部分較淺(只有幾公分),流動水設計,有進水口和溢水口,工作時控制進水速度,可實現槽內清洗水的快速更新,幾乎時刻保持槽內水的潔凈。這樣,一臺超聲波水洗機可擔負工藝流程中所有水洗的任務,從而節省了設備和場地。

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