CN211771558U - 一种钕铁硼复合镀层 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种钕铁硼复合镀层，包括钕铁硼基材层、位于所述钕铁硼基材层上表面的至少一层水镀层及位于所述水镀层上表面的至少一层PVD真空镀层。该钕铁硼复合镀层利用水镀层和PVD真空镀层的协同作用，使得两不同镀种中的孔隙错开，减小孔隙率，提高钕铁硼复合镀层的致密度，并具有较高的硬度，提高钕铁硼复合镀层的耐磨性和耐腐蚀性，钕铁硼复合镀层的盐雾试验可达144小时以上，硬度超过3000HV，从而提高了穿戴式产品(耳机、手表、手机、转接头)的可靠性和耐用年限。
Description
技术领域
本实用新型涉及钕铁硼技术领域，更具体地涉及一种钕铁硼复合镀层。
背景技术
钕铁硼磁性材料是钕、氧化铁等的合金，具有优异的机械加工性、高磁能积、高矫顽力、高剩磁特性等特性，在电子、汽车、计算机、电力、机械、能源、环保、国防、医疗器械等领域得到广泛应用。钕铁硼永磁材料由于包含大量稀土，材料容易与水、氧等发生反应，因此材料在加工成品前，需要进行镀层处理，现有常规处理镀Ni、挂镀Ni、挂镀环氧、镀Zn、小产品滚镀处理等防护处理，耐中性盐雾基本不超过200H，原因主要是金属镀层本身容易被中性盐雾实验中的氯离子浸透，所以防护时间短，尽管在钕铁硼材料表层得到上述镀层结构，尚不能彻底防止钕铁硼磁体被氧化及化学腐蚀，其耐磨性和硬度性能仍较低，不能满足一些产品的高耐蚀性、高耐磨性以及高硬度的要求。
因此，实在有必要提供一种钕铁硼复合镀层及其制备方法以解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的目的之一在于提供一种优良的耐磨性和耐腐蚀性的钕铁硼复合镀层。
本实用新型的目的之二在于提供一种优良的耐磨性和耐腐蚀性的钕铁硼复合镀层。
本实用新型的目的之三在于提供一种钕铁硼复合镀层在穿戴式产品中的应用。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种钕铁硼复合镀层，包括钕铁硼基材层、位于所述钕铁硼基材层上表面的至少一层水镀层及位于所述水镀层上表面的至少一层PVD真空镀层。也就是说，钕铁硼基材层上表面设有一层或多层水镀层，水镀层上表面设有一层或多层PVD真空镀层。
与现有技术相比，本申请的钕铁硼复合镀层，在钕铁硼基材层上依次设置有水镀层和PVD真空镀层，利用水镀层和PVD真空镀层的协同作用，使得两不同镀种中的孔隙错开，减小孔隙率，提高钕铁硼复合镀层的致密度，并具有较高的硬度，提高钕铁硼复合镀层的耐磨性和耐腐蚀性，钕铁硼复合镀层的盐雾试验可达144小时以上，硬度超过3000HV，从而提高了穿戴式产品(耳机、手表、手机、转接头)的可靠性和耐用年限。
相应地，本实用新型还提供了一种上述的钕铁硼复合镀层的制备方法，包括步骤：
(1)提供钕铁硼基材，于所述钕铁硼基材表面进行水镀处理；
(2)对进行水镀处理后的钕铁硼基材进行PVD真空镀处理。
相应地，本实用新型还提供了一种上述钕铁硼复合镀层在穿戴式产品中的应用。穿戴式产品如耳机、手表、手机、转接头等。
通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。
附图说明
图1为本实用新型钕铁硼复合镀层第一实施例的结构示意图。
图2为本实用新型钕铁硼复合镀层第二实施例的结构示意图。
图3为本实用新型钕铁硼复合镀层第三实施例的结构示意图。
图4为本实用新型钕铁硼复合镀层第四实施例的结构示意图。
图5为本实用新型钕铁硼复合镀层第五实施例的结构示意图。
图6为本实用新型钕铁硼复合镀层第六实施例的结构示意图。
图7为本实用新型钕铁硼复合镀层第六实施例的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种钕铁硼复合镀层，包括钕铁硼基材层、位于所述钕铁硼基材层上表面的至少一层水镀层及位于所述水镀层上表面的至少一层PVD真空镀层。也就是说，钕铁硼基材层上表面设有一层或多层水镀层，水镀层上表面设有一层或多层PVD真空镀层。
较佳地，所述水镀层包括第一水镀层，所述第一水镀层选为镍层、锌层或铜层中的一种。
较佳地，所述第一水镀层上表面设置有至少一层第二水镀层，所述第二水镀层选为Cu层、Ni层、Cr层、Ag层、Pd层、Co层、Rh层、Ru层、Au层及Cu、Ni、Cr、Ag、Pd、Rh、Ru、Au合金层中的一种。也就是说，第二水镀层可以为一层，也可以为多层。其中第二水镀层选为单金属材料层或合金层，单金属层选为Cu层、Ni层、Cr层、Ag层、Pd层、Co层、Rh层、Ru中的一种，合金层选为Cu、Ni、Cr、Ag、Pd、Rh、Ru合金层。
较佳地，所述PVD真空镀层选为Cr层、W层、Al2O3层、Ti层、Zr层、TiN层、TiCN层、SiO2层、Au层中的一种。在水镀层上表面设置至少一层PVD真空镀层，也就是说，PVD真空镀层可以为一层，也可以是多层。比如，PVD真空镀层为一层：Cr层；还比如，PVD真空镀层为两层：Cr层和W层，且W层位于Cr层的上表面。
具体地，所述水镀层为复合层，从下往上依次包括Zn层、铜锡锌层、钴钨合金层；所述PVD真空镀层为复合层，从下往上依次包括Cr层、W层、TiN层。也就是说该钕铁硼复合镀层包括钕铁硼基材层及依次设于钕铁硼基材层的Zn层、铜锡锌层、钴钨合金层、Cr层、W层、TiN层，其中Zn层、铜锡锌层、钴钨合金层属于采用水溶液电镀得到的水镀层，Cr层、W层、TiN层是采用PVD真空镀技术获得的PVD真空镀层。
具体地，所述水镀层为复合层，从下往上依次包括Ni层、Cu层、Ni层、RhRu合金层；所述PVD真空镀层为复合层，从下往上依次包括Cr层、W层、Au层。
具体地，所述钕铁硼基材层的上表面依次设有Ni层、Cu层、Ni层、NiP层、Au层、Pt层，Cr层；所述Cr层为所述PVD真空镀层，所述Ni层、Cu层、Ni层、NiP层、Au层、Pt层均为所述水镀层。
具体地，所述水镀层为复合层，从下往上依次包括Cu层、铜锡锌层、钴钨合金层；所述PVD真空镀层为复合层，从下往上依次包括Cr层、W层、Au层。
较佳地，所述水镀层的厚度为20um～150um；所述PVD真空镀层的厚度为0.2um～150um。比如，水镀层的厚度为20um、40um、60um、80um、100um、120um、140um、150um；PVD真空镀层的厚度为0.2um、2um、4um、6um、8um、10um、20um、40um、60um、80um、100um、120um、140um、150um。具体镀层的厚度根据实际选择。
其中，水镀层是通过水溶液电镀得到，采用含不同金属的水镀溶液可得到该金属的镀层或合金镀层，至于如何进行该金属镀层或合金镀层的水镀技术是本领域的常用技术，在此不细说。
下面通过具体实施例来说明本申请的技术方案：
实施例1
请参考图1，本申请的钕铁硼复合镀层包括钕铁硼基材层10a，钕铁硼基材层10a的上表面依次设有Ni层20a、Cu层30a、Ni层40a、NiP层50a、Cr层60a，其中，位于最底下的Ni层20a通过水镀技术沉积在钕铁硼基材层10a的上表面，Cr层60a是通过PVD真空镀技术得到，中间的Cu层30a、Ni层40a、NiP50a层通过水镀技术得到。其中，Ni层20a的厚度为3μm、Cu层30a的厚度为5μm、Ni层40a的厚度为3μm、NiP层50a的厚度为5μm、Cr层60a的厚度为0.3μm。
实施例2
请参考图2，本申请的钕铁硼复合镀层包括钕铁硼基材层10b，钕铁硼基材层10b的上表面依次设有Zn层20b、CuSnZn层30b、Cr层40b，其中，Zn层20b通过水镀技术沉积在钕铁硼基材层10b的上表面，Cr层40b是通过PVD真空镀技术得到，CuSnZn层30b通过水镀技术得到。其中，Zn层20b的厚度为8μm、CuSnZn层30b的厚度为5μm、Cr层40b的厚度为0.4μm。
实施例3
请参考图3，本申请的钕铁硼复合镀层包括钕铁硼基材层10c，钕铁硼基材层10c的上表面依次设有Cu层20c、CuSnZn层30c、Au层40c、Cr层50c，其中，Cu层20c、CuSnZn层30c通过水镀技术沉积在钕铁硼基材层的上表面，Cr层40c是通过PVD真空镀技术得到。其中，Cu层20c的厚度为12μm、CuSnZn层30c的厚度为6μm、Au层40c的厚度为1μm、Cr层50c的厚度为0.4μm。
实施例4
请参考图4，本申请的钕铁硼复合镀层包括钕铁硼基材层10d，钕铁硼基材层10d的上表面依次设有Ni层20d、Cu层30d、Ni层40d、NiP层50d、Au层60d、Pt层70d，Cr层80d。其中，位于最底下的Ni层20d通过水镀技术沉积在钕铁硼基材层10d的上表面，Cr层80d是通过PVD真空镀技术得到，中间的Cu层30d、Ni层40d、NiP层50d、Au层60d、Pt层70d通过水镀技术得到。其中，Ni层20d的厚度为3μm、Cu层30d的厚度为5μm、Ni层40d的厚度为3μm、NiP层50d的厚度为5μm、Au层60d的厚度为0.2μm、Pt层70d的厚度为0.2μm、Cr层80d的厚度为0.3μm。
实施例5
请参考图5，本申请的钕铁硼复合镀层包括钕铁硼基材层10e，钕铁硼基材层10e的上表面依次设有Ni层20e、Cu层30e、Ni层40e、NiP层50e、Au层60e、Cr层70e。其中，位于最底下的Ni层20e通过水镀技术沉积在钕铁硼基材层10e的上表面，Cr层70e是通过PVD真空镀技术得到，中间的Cu层30e、Ni层40e、NiP层50e、Au层60e通过水镀技术得到。其中，Ni层20e的厚度为3μm、Cu层30e的厚度为5μm、Ni层40e的厚度为3μm、NiP层50e的厚度为5μm、Au层60e的厚度为0.4μm、Cr层70e的厚度为0.3μm。
实施例6
请参考图6，本申请的钕铁硼复合镀层包括钕铁硼基材层10f，钕铁硼基材层10f的上表面依次设有Zn层20f、CuSnZn层30f、TiN层40f，其中，Zn层20f通过水镀技术沉积在钕铁硼基材层10f的上表面，TiN层40f是通过PVD真空镀技术得到，CuSnZn层30f通过水镀技术得到。其中，Zn层20f的厚度为8μm、CuSnZn层30f的厚度为5μm、Cr层40f的厚度为0.4μm。
实施例7
请参考图7，本申请的钕铁硼复合镀层包括钕铁硼基材层10g，钕铁硼基材层10g的上表面依次设有Zn层20g、CuSnZn层30g、TiCN层40g，其中，Zn层20g通过水镀技术沉积在钕铁硼基材层10g的上表面，TiCN层40g是通过PVD真空镀技术得到，CuSnZn层30g通过水镀技术得到。其中，Zn层20g的厚度为8μm、CuSnZn层30g的厚度为5μm、Cr层40g的厚度为0.4μm。
对比例1
该对比例与实施例1基本相同，不同点在于：实施例1中的Cr层是PVD真空镀层，而对比例1中的Cr层是水镀层。
对于实施例1-7和对比例1得到的钕铁硼复合镀层进行硬度测试和盐雾试验测试，测试结果如表1。
硬度测试的条件：利用Nanoindenter奈米微压痕仪进行压凹痕(indent)，借由压痕投影面积与施加力量得到材料硬度。
盐雾试验测试的条件：在特定的盐雾试验箱内，将含有(5士0.5)％氯化钠、pH值为6.5～7.2的盐水通过喷雾装置进行喷雾，让盐雾沉降到待测试验件上，经过一定时间观察其表面腐蚀状态。试验箱的温度要求在(35±2)℃，湿度大于95％，降雾量为1～2mL/(h·cm2)，喷嘴压力为78.5～137.3kPa(0.8～1.4kgf/cm2)。
表1硬度测试和盐雾试验测试结果
| 硬度 | 耐腐蚀性 | 工件外观 | |
| 实施例1 | 3100HV | 96h | 黑色 |
| 实施例2 | 3200HV | 96h | 黑色 |
| 实施例3 | 3300HV | 96h | 黑色 |
| 实施例4 | 3400HV | 126h | 黑色 |
| 实施例5 | 3200HV | 96h | 黑色 |
| 实施例6 | 3200HV | 96h | 金色 |
| 实施例7 | 3600HV | 144h | 金色 |
| 对比例1 | 1200HV | 48h | 黑色 |
由表1可知，本实用新型的钕铁硼复合镀层，在钕铁硼基材层上依次设置有水镀层和PVD真空镀层，利用水镀层和PVD真空镀层的协同作用，使得两不同镀种中的孔隙错开，减小孔隙率，提高钕铁硼复合镀层的致密度，并具有较高的硬度，提高钕铁硼复合镀层的耐磨性和耐腐蚀性。其中，实施例4中由于在水镀层中采用Au层和Pt层结合，使得耐腐性高于实施例5。实施例6中由于最外层采用TiN层，使得产品的颜色有了更多的选择。实施例7中采用了TiCN层，由于含有碳元素，使得硬度进一步提高。
以上结合最佳实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。
Claims (8)
1.一种钕铁硼复合镀层，其特征在于，包括钕铁硼基材层、位于所述钕铁硼基材层上表面的至少一层水镀层及位于所述水镀层上表面的至少一层PVD真空镀层。
2.如权利要求1所述的钕铁硼复合镀层，其特征在于，所述水镀层包括第一水镀层，所述第一水镀层选为镍层、锌层或铜层中的一种。
3.如权利要求2所述的钕铁硼复合镀层，其特征在于，所述第一水镀层上表面设置有至少一层第二水镀层，所述第二水镀层选为Cu层、Ni层、Cr层、Ag层、Pd层、Co层、Rh层、Ru层、Pt层、Au层及Cu、Ni、Cr、Ag、Pd、Rh、Ru、Au、Pt合金层中的一种。
4.如权利要求2-3任一项所述的钕铁硼复合镀层，其特征在于，所述PVD真空镀层选为Cr层、W层、Al2O3层、Ti层、Zr层、TiN层、TiCN层、SiO2层、Au层中的一种。
5.如权利要求1所述的钕铁硼复合镀层，其特征在于，所述水镀层为复合层，从下往上依次包括Zn层、铜锡锌合金层、钴钨合金层；所述PVD真空镀层为复合层，从下往上依次包括Cr层、W层、TiN层。
6.如权利要求1所述的钕铁硼复合镀层，其特征在于，所述水镀层为复合层，从下往上依次包括Ni层、Cu层、Ni层、RhRu合金层；所述PVD真空镀层为复合层，从下往上依次包括Cr层、W层、Au层。
7.如权利要求1所述的钕铁硼复合镀层，其特征在于，所述钕铁硼基材层的上表面依次设有Ni层、Cu层、Ni层、NiP层、Au层、Pt层，Cr层；所述Cr层为所述PVD真空镀层，所述Ni层、Cu层、Ni层、NiP层、Au层、Pt层均为所述水镀层。
8.如权利要求1所述的钕铁硼复合镀层，其特征在于，所述水镀层的厚度为20um～150um；所述PVD真空镀层的厚度为0.2um～150um。
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