提高烧结钕铁硼薄片磁体压断力的电镀层结构及制备方法
阅读说明：本技术 提高烧结钕铁硼薄片磁体压断力的电镀层结构及制备方法 (Electroplated layer structure for improving fracture force of sintered neodymium-iron-boron sheet magnet and preparation method ) 是由 郝志平 黄书林 王佳兴 张旭辉 张信 于 2021-02-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种提高磁体压断力的电镀层结构,属于磁体电镀层领域。提高磁体压断力的电镀层结构,所述电镀层结构包括镍钴合金镀层,所述电镀层以镍钴合金镀层作为外表层；所述镍钴合金镀层厚度为8～9um,所述电镀层结构还包括与所述的磁体直接接触的锌层,所述锌层作为底层；位于所述锌层上的镍磷合金层,所述镍磷合金层做中间转换层；位于所述镍磷合金层上的铜层,所述铜层作为中间层；所述镍钴合金镀层位于所述的铜层上；本发明采用镍钴合金镀层,用较薄的镍钴合金镀层就可以顶替较厚的镍镀层所贡献的压断力力值,也就是采用相对较薄的镍钴合金镀层,既保证了产品压断力力值的需求,又保持了原有的热减磁率、磁通量和耐腐蚀性水平。(The invention discloses an electroplated layer structure for improving the press breaking force of a magnet, and belongs to the field of magnet electroplated layers. The electroplated layer structure is used for improving the magnetic fracture force and comprises a nickel-cobalt alloy plated layer, and the nickel-cobalt alloy plated layer is used as an outer surface layer of the electroplated layer; the thickness of the nickel-cobalt alloy coating is 8-9 um, the electroplated layer structure further comprises a zinc layer in direct contact with the magnet, and the zinc layer serves as a bottom layer; the nickel-phosphorus alloy layer is positioned on the zinc layer and serves as an intermediate conversion layer; a copper layer on the nickel-phosphorus alloy layer, the copper layer serving as an intermediate layer; the nickel-cobalt alloy plating layer is positioned on the copper layer; the invention adopts the nickel-cobalt alloy plating layer, and the thinner nickel-cobalt alloy plating layer can replace the press breaking force value contributed by the thicker nickel plating layer, namely, the thinner nickel-cobalt alloy plating layer is adopted, thereby not only ensuring the requirement of the press breaking force value of the product, but also keeping the original heat demagnetization rate, magnetic flux and corrosion resistance level.)
技术领域
本发明涉及磁体电镀层技术领域，尤其涉及提高烧结钕铁硼薄片磁体压断力的电镀层结构及制备方法。
背景技术
在烧结钕铁硼行业，通常采用NdFe/EP.Zn2/Ap.NiP3/EP.Cu4Ni8或者NdFe/EP.Zn2ZnNi3Cu4Ni8，或者NdFe/EP.Ni5Cu4Ni8的电镀层结构，总之都是把电镀镍镀层用作表层，采用镍电镀层的磁体其压断力明显的低，压断力偏低的后果是在把磁片组装成器件之后，在跌落试验时磁片断裂率比较高，市场上电子器件故障投诉率比较高，比如手机的声学器件由于磁片断裂会失去发声的功能，就是没有声音了。对于手机来说没有声音的手机那几乎就是一台报废的手机。
为了提高薄形磁片的压断力，过去多年以来，材料工程师在磁体材料里加入了金属钴以改进磁体的强度，效果并不明显而且增加了材料合金成本；电镀工程师采取单纯增加镀层厚度的办法，以提高压断力，压断力确有提升；但是，镀层厚度增加时，为了确保磁体的尺寸在规定公差范围内，就必须消减磁体基体的尺寸，也就是必须缩小磁体的体积，电镀前磁体体积的缩小，就必然消减了磁体的磁通量，这是很致命的，所以单纯的增加表层镍的厚度或者增加总镀层的厚度都不是好办法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的提高烧结钕铁硼薄片磁体压断力的电镀层结构及制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
提高磁体压断力的电镀层结构，所述电镀层结构包括镍钴合金镀层，所述电镀层以镍钴合金镀层作为外表层,所述镍钴合金镀层(5)厚度为8～9um。
优选的，所述镍钴合金镀层厚度为8.5um。
优选的，所述电镀层结构还包括
与所述的磁体直接接触的锌层，所述锌层作为底层；
位于所述锌层上的镍磷合金层，所述镍磷合金层做中间转换层；
位于所述镍磷合金层上的铜层，所述铜层作为中间层；
所述镍钴合金镀层位于所述的铜层上。
优选的，所述锌层的厚度为1～3um，所述镍磷合金层的厚度为2～4um，所述铜层的厚度为3～5um。
优选的，所述电镀层结构还包括
与所述的磁体直接接触的锌层，所述锌层作为底层；
位于所述锌层上的锌镍合金层，所述锌镍合金层做中间转换层；
位于所述锌镍合金层上的铜层，所述铜层作为中间层；
所述镍钴合金镀层位于所述的铜层上。
优选的，所述锌层的厚度为1～3um，所述锌镍合金层的厚度为2～4um，所述铜层的厚度为3～5um。
一种提高烧结钕铁硼薄片磁体压断力的电镀层结构，所述电镀层结构采用权利要求1所述的电镀层结构。
提高烧结钕铁硼薄片磁体压断力的电镀层结构的制备方法，主要包括以下步骤：
S1、首先对烧结钕铁硼薄片磁体进行预处理；
S2、然后在烧结钕铁硼薄片磁体上电镀一层锌层；
S3、采用化学镀镍镀液在锌层上镀上一层镍磷合金层；
S4、在镍磷合金层上电镀一层铜层；
S5、在铜层上电镀一层镍钴合金层。
优选的，所述步骤S1中的预处理包括倒角、除油、酸洗和超声波水洗。
优选的，所述步骤S2中的电镀方法采用硫酸锌系电镀液进行电镀，所述步骤S4的电镀方法为采用焦磷酸铜体系电镀液进行电镀；所述步骤S5的电镀方法为采用含有硫酸钴的硫酸镍电镀液体系进行电镀。
与现有技术相比，本发明提供了提高烧结钕铁硼薄片磁体压断力的电镀层结构及制备方法，具备以下有益效果：
1、通过改变表层镀层的性质，采用镍钴合金镀层，用较薄的镍钴合金镀层就可以顶替较厚的镍镀层所贡献的压断力力值，也就是采用相对较薄的镍钴合金镀层，既保证了产品压断力力值的需求，又保持了原有的热减磁率、磁通量和耐腐蚀性水平。
2、通过本发明的镀层结构，把镀层厚度、压断力、磁通量、热减磁率和耐蚀性之间的关联关系恰当地找到了一个最佳的契合点，磁特性、力学特性和耐蚀性最佳匹配的一个镀层结构和制备方法。
附图说明
图1为本发明的实施例1结构示意图；
图2为本发明的实施例2结构示意图；
图3为本发明的实施例3结构示意图。
图中：1、磁体；2、锌层；3、镍磷合金层；4、铜层；5、镍钴合金镀层；6、锌镍合金层；7、烧结钕铁硼薄片磁体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
参照图1：提高磁体压断力的电镀层结构，其特征在于，电镀层结构包括镍钴合金镀层5，电镀层以镍钴合金镀层5作为外表层；
镍钴合金镀层5厚度为8～9um,镍钴合金镀层5厚度为8.5um；
电镀层结构还包括
与磁体1直接接触的锌层2，锌层2作为底层；
位于锌层2上的镍磷合金层3，镍磷合金层3做中间转换层；
位于镍磷合金层3上的铜层4，铜层4作为中间层；
镍钴合金镀层5位于铜层4上；
锌层2的厚度为1～3um，镍磷合金层3的厚度为2～4um，铜层4的厚度为3～5um。
实施例2：
参照图2，提高磁体压断力的电镀层结构，电镀层结构包括镍钴合金镀层5，电镀层以镍钴合金镀层5作为外表层；
镍钴合金镀层5厚度为8～9um；镍钴合金镀层5厚度为8.5um
电镀层结构还包括
与磁体1直接接触的锌层2，锌层2作为底层；
位于锌层2上的锌镍合金层6，锌镍合金层6做中间转换层；
位于锌镍合金层6上的铜层4，铜层4作为中间层；
镍钴合金镀层5位于铜层上4；
锌层2的厚度为1～3um，锌镍合金层6的厚度为2～4um，铜层4的厚度为3～5um。
实施例3：
参照图3，一种提高烧结钕铁硼薄片磁体压断力的电镀层结构，其特征在于，电镀层结构采用权利要求1电镀层结构；
提高烧结钕铁硼薄片磁体压断力的电镀层结构的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
S1、首先对烧结钕铁硼薄片磁体7进行预处理；步骤S1中的预处理包括倒角、除油、酸洗和超声波水洗；
S2、然后在烧结钕铁硼薄片磁体7上电镀一层锌层2；步骤S2中的电镀方法采用硫酸锌系电镀液进行电镀；
S3、采用化学镀镍镀液在锌层2上镀上一层镍磷合金层3；
S4、在镍磷合金层3上电镀一层铜层4；步骤S4的电镀方法为采用焦磷酸铜体系电镀液进行电镀，
S5、在铜层4上电镀一层镍钴合金层5；步骤S5的电镀方法为采用含有硫酸钴的硫酸镍电镀液体系进行电镀
下面将结合试验和测试对本发明的实施方式作为进一步说明：
采用包覆的内禀矫顽力属于H档的薄形磁体，以规格11.15*7.15*0.75T mm的磁性能为52H的磁片为例，当镀层厚度基本在NdFe/EP.Zn1～3/Ap.NiP2～4/EP.Cu3～5NiCo8.0～9.0范围内，镀层热减磁率＜5％；初始磁通衰减率＜5％；盐雾试验72小时无变化；比电镀前样品压断力增加了约50N，压断力提高率约为40～60％；而基体的压断力73N，采用普通镍镀层做表层时的压断力约85N，仅增加了约12N；而采用镍钴合金镀层做表层时的压断力约为125N，陡增了约50N。
这是因为镍钴合金镀层厚度在7.5μm时出现压断力突越拐点，而镍镀层在12.5μm时才出现突越点，这意味着，用较薄的镍钴合金镀层就可以顶替较厚的镍镀层所贡献的压断力力值；也就是采用相对较薄的镍钴合金镀层，既保证了产品压断力力值的需求，又保持了原有的热减磁率、磁通量和耐腐蚀性水平；
这种电镀层结构是在保持磁体低热减磁率、低初始磁通量衰减率、较高的镀层结合力和较高耐蚀性等级水平等特性前提下，是显著提高薄形磁片压断力力值的关键，对于薄形磁片以及超薄形磁片来说，这是当前烧结钕铁硼永磁材料行业里，所发现和应用的电镀层结构里最佳的一组镀层结构。
如图3所示，本发明提供了烧结钕铁硼磁体1及其镀层结构。烧结钕铁硼磁体1的镀层结构由内向外依次包括1～3μm锌层2，2～4μm镍磷合金层3，3～5μm铜层4，8～9μm镍钴合金层5。
使用如下方法测试磁体的压断力等各项指标：有该镀层结构的烧结钕铁硼磁体的规格(单位：mm)是11.15*7.15*0.75T(T代表充磁方向)，该磁体磁性能是：最大磁能积(BH)m为52MGOe，内禀矫顽力Hcj为18KOe；各项试验都各取30Pcs，只有测量磁通量、热减磁率的样品饱和充磁，压断力和盐雾试验不充磁；磁特性测量条件在120℃*1Hr开路条件下测试，耐蚀性试验采用中性盐雾试验(NSS)，压力测试采用压力计及专用工装，镀层厚度采用金相法测试，所得测试结果如下表所示：
以上试验数据能够证明本发明提供表层是镍钴合金的镀层所包覆的磁体，比镍电镀层样品压断力增加了约40N(牛顿)，比电镀前样品压断力增加了约50N(牛顿)；本发明镀层的磁通量衰减率约为4％，而当镍镀层厚度在12μm以上时磁通衰减率约为8％，这说明增加镀层厚度虽然能增加压断力，但是要以衰减磁通量为代价的。
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发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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