¿Por qué un pequeño imán necesita un 'recubrimiento de oro'?
En el aire a una temperatura alta de 150 ° C, un imán NDFEB desprotegido puede oxidar completamente y corroerse en solo 51 días, perdiendo en última instancia su fuerza magnética mágica.
Como el 'Rey de los imanes ' en la industria moderna, los imanes NDFEB son ampliamente utilizados en nuevos vehículos de energía, generación de energía eólica, electrónica de consumo y otros campos debido a sus excelentes propiedades magnéticas. Sin embargo, este poderoso imán tiene una debilidad fatal: es altamente susceptible a la corrosión y la oxidación.
Sin tratamiento de superficie, los imanes NDFEB se oxidan rápidamente en el aire, lo que lleva a la descomposición o incluso a la pérdida completa de propiedades magnéticas, lo que finalmente afecta el rendimiento y la vida útil de toda la máquina.
01 ¿Por qué es necesario el tratamiento de superficie?
Los imanes de NDFEB se producen utilizando procesos de metalurgia en polvo, lo que los convierte en un material de polvo altamente reactivo químicamente con micro-poros y vacíos internos. Esta estructura porosa hace que el imán actúe como una esponja en miniatura, absorbe fácilmente la humedad y los contaminantes del aire.
Los resultados experimentales muestran que un imán permanente NDFEB sinterizado de 1 cm³ colocado en el aire a 150 ° C durante 51 días será completamente oxidado y corroído . Incluso a temperatura ambiente, los imanes NDFEB desprotegidos se oxidan gradualmente, lo que lleva a una disminución de las propiedades magnéticas.
Cuando los materiales magnéticos están corroídos o su composición está dañada, eventualmente causará la descomposición o incluso la pérdida completa de propiedades magnéticas, afectando así el rendimiento y la vida útil de toda la máquina. Por lo tanto, el tratamiento de superficie no es solo una cuestión de estética, sino una tecnología clave para garantizar la confiabilidad a largo plazo de los imanes.
02 Preparaciones para el tratamiento de superficie
La calidad de la electroplatación de NDFEB está estrechamente relacionada con la efectividad de su pretratamiento. El pretratamiento es el más crítico y propenso a los problemas en todo el proceso de tratamiento de la superficie.
El pretratamiento generalmente incluye procesos como la molienda abrasiva y el desgaste, el desengrasamiento químico por inmersión, el lavado de ácido para eliminar las películas de óxido y la activación del ácido débil, intercalado con limpieza ultrasónica. El propósito de estos procesos es exponer una superficie básica limpia del imán NDFEB adecuado para la electroplatación.
En comparación con las piezas de acero ordinarias, el pretratamiento para los productos NDFEB es más difícil debido a su superficie áspera y porosa , lo que hace que sea difícil eliminar por completo la suciedad. Estos 'contaminantes ' pueden afectar negativamente la fuerza de unión entre el recubrimiento NDFEB y el sustrato.
Actualmente, el pretratamiento de NDFEB generalmente involucra múltiples etapas de limpieza ultrasónica. El efecto de cavitación de la ecografía elimina a fondo las manchas de aceite, ácidos, álcalis y otras sustancias de los microporos de NDFEB. Este método también elimina efectivamente las cenizas de boro generadas en la superficie de NDFEB durante el lavado de ácido.
03 Tecnologías de tratamiento de superficie diversificadas
Existen varios métodos para el tratamiento anticorrosión de NDFEB, que comúnmente incluye electroplatación, enchapado electroales, recubrimiento electroforético, tratamiento de fosfación, etc. Cada método tiene sus ventajas únicas y escenarios aplicables.
Tratamiento de pasivación
La pasivación implica formar una película protectora en la superficie de los imanes ND a través de métodos químicos para lograr fines anticorrosión. El proceso de pasivación incluye: Deslacaje → enjuague de agua → enjuague de agua ultrasónica → lavado ácido → enjuague de agua → enjuague de agua ultrasónica → enjuague de agua pura → tratamiento de pasivación → enjuague de agua pura → deshidratación → secado.
Los tratamientos de pasivación tradicionales usan principalmente ácido crómico y cromatos como agentes tratantes, conocidos como pasivación cromada. La película de conversión de cromato formada en la superficie del metal después del tratamiento proporciona una buena protección anticorrosión para el metal base.
Tratamiento fosfante
El tratamiento con fosfación implica generar una película protectora de fosfato insoluble en la superficie del metal a través de una reacción química. Este método tiene un costo relativamente bajo y una operación simple, pero su rendimiento anticorrosión es más pobre en comparación con la electroplatación.
Un método mejorado implica el tratamiento de pasivación después del fosfato, donde el producto fosfado se sumerge en una solución mixta de derivados de ácido esteárico fundido y resina epoxi. La película protectora obtenida por este método tiene una fuerte adhesión , una superficie uniforme y una resistencia a la corrosión significativamente mejorada.
Tratamiento de electroplacas
Como método de tratamiento de superficie metálica madura, la electroplatación se usa ampliamente. La electroplatación de NDFEB puede adoptar diferentes procesos de electroplatación dependiendo del entorno de uso del producto.
Los recubrimientos superficiales también varían, como el enchapado de zinc, el revestimiento de níquel, el enchapado de cobre, el revestimiento de estaño, el enchapado de metales preciosos, la resina epoxi, etc. Los tres procesos principales son generalmente de zinc, níquel + cobre + placas de níquel y níquel + cobre + níquel electrozonal.
Solo el zinc y el níquel son adecuados para el enchapado directo en la superficie de los imanes de NDFEB, por lo que la tecnología de electroplatación multicapa generalmente se implementa después del recubrimiento de níquel. El desafío técnico del enchapado de cobre directo en NDFEB ahora se ha roto, y el enchapado de cobre directo seguido de un revestimiento de níquel es una tendencia de desarrollo.
04 Comparación de rendimiento de diferentes recubrimientos
Los recubrimientos más utilizados para potentes imanes NDFEB son el enchapado de zinc y el revestimiento de níquel. Tienen diferencias obvias en apariencia, resistencia a la corrosión, vida útil, precio, etc.
Características del enchapado de zinc
El enchapado de zinc es la opción más rentable. Su principal ventaja es el bajo costo, lo que lo hace adecuado para aplicaciones donde la apariencia no es una alta prioridad.
Sin embargo, el zinc es un metal activo que puede reaccionar con los ácidos, por lo que su resistencia a la corrosión es relativamente pobre . Con el tiempo, el recubrimiento superficial es propenso a la caída, causando la oxidación del imán y, por lo tanto, afectando sus propiedades magnéticas.
Características del revestimiento de níquel
El revestimiento de níquel es superior al enchapado de zinc en términos de pulido y tiene una apariencia más brillante. Aquellos que requieren una apariencia alta del producto generalmente eligen el revestimiento de níquel.
Después del tratamiento con la superficie de níquel, su resistencia a la corrosión es mayor. Debido a la diferencia en la resistencia a la corrosión, la vida útil del revestimiento de níquel es más larga que la del enchapado de zinc. El revestimiento de níquel tiene mayor dureza que el enchapado de zinc, que puede evitar en gran medida el astillado, el agrietamiento y otros fenómenos en los poderosos imanes NDFEB causados por el impacto durante el uso.
05 ¿Cómo elegir el recubrimiento correcto?
Al seleccionar poderosos imanes NDFEB, es necesario considerar de manera integral factores como la temperatura de funcionamiento, el impacto ambiental, los requisitos de resistencia a la corrosión, la apariencia del producto, la adhesión de recubrimiento, el efecto adhesivo, etc., para decidir qué recubrimiento usar.
Para aplicaciones con altos requisitos de apariencia , como los productos electrónicos de consumo, el enchapado de níquel generalmente se elige porque tiene una apariencia más brillante y una mejor resistencia a la corrosión.
Para las aplicaciones donde el imán no está expuesto y los requisitos de apariencia del producto son relativamente bajos, se puede considerar que el enchapado de zinc reduce los costos.
En ambientes de alta temperatura, alta humedad o corrosiva, es necesario elegir recubrimientos con una mejor resistencia a la corrosión , como la electroplatación multicapa (níquel + cobre + níquel).
06 Tendencias de desarrollo de la tecnología de tratamiento de superficie
La tecnología de tratamiento de superficie NDFEB se está desarrollando e innovando constantemente. En los últimos años, los requisitos para la resistencia a la corrosión de las películas de conversión de NDFEB se han vuelto cada vez más altos, lo que dificulta satisfacer las demandas que dependen únicamente de la tecnología de pasivación.
Un proceso de uso común es la tecnología de película de conversión compuesta , que implica la fosfación primero seguida de la pasivación. Al llenar los poros de la película de fosfación, la resistencia a la corrosión de la película de conversión compuesta se mejora de manera efectiva.
El enchapado de cobre directo seguido de níquel es una tendencia de desarrollo. Tal diseño de recubrimiento es más propicio para lograr los indicadores de desmagnetización térmica de los componentes NDFEB.
Los investigadores también están desarrollando nuevas tecnologías de tratamiento ecológicas para reducir el impacto ambiental. Al seleccionar un proceso de electroplation, no solo se debe considerar la naturaleza protectora del proceso y la practicidad de la producción, sino también el grado de impacto y daño de las emisiones de electroplatación en el medio ambiente.
Ahora, la tecnología de tratamiento de superficie para los imanes NDFEB ya puede permitir que los recubrimientos soporten 500-1000 horas de pruebas de pulverización de sal, extendiendo significativamente la vida útil de los imanes.
La tecnología de tratamiento de superficie sigue mejorando continuamente. El enchapado de cobre directo seguido de níquel es una tendencia de desarrollo, ya que dicho diseño de recubrimiento es más beneficioso para lograr los indicadores de desmagnetización térmica de los componentes NDFEB.
En el futuro, con el aumento de los requisitos de protección del medio ambiente, las nuevas tecnologías de tratamiento de superficie verde se convertirán en un enfoque de investigación y desarrollo, lo que nos permite proteger mejor nuestro planeta mientras disfrutamos de las comodidades de la tecnología.
