国家标准计划《稀土永磁体防护层腐蚀试验方法》由 TC229(全国稀土标准化技术委员会)归口 ,主管部门为国家标准委。
主要起草单位 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 、宁波韵升股份有限公司 、北京中科三环高技术股份有限公司 。
77 冶金 |
77.120 有色金属 |
77.120.99 其他有色金属及其合金 |
稀土永磁材料由于具有优异的磁性能,是制造效能高、体积小、重量轻磁性功能器件的理想材料,对计算机、信息、通讯、办公自动化、医疗仪器、汽车、工业电机、国防、新能源等高技术领域都产生了革命性的影响,是国家重点部署的战略新材料之一。
然而,稀土永磁材料微观上的多孔、多相结构在实际应用中很容易发生腐蚀造成磁体使役性能下降或失效,降低产品的稳定性和可靠性,限制了其应用环境和领域。
因此,必须对稀土永磁体外加防护层才能使磁性器件达到较为理想的应用。
稀土永磁材料经过近40年的发展,磁体防护技术进步显著。
目前,制备技术比较成熟的防护层类型主要有:电镀合金类单层/复合镀层、热浸镀、化学镀、真空镀、热喷涂、电泳、环氧、有机涂层、磷化、氧化转化膜以及各类金属/有机复合镀层等。
对防护层耐腐蚀性能检测参考的标准有:GB/T 1771-2007,GB/T 10125-2012,GB/T 10593-2012,GB∕T 38020.2-2019。
随着稀土永磁体在消费电子、精密仪器仪表、风力发电、新能源汽车、节能电梯、空调、轨交、深海以及航空航天等高精尖领域的快速发展,对稀土永磁体防护层耐腐蚀性能提出了更明确、更严格的要求。
对比分析目前磁体防护层耐腐蚀性能检测方法和评价体系,存在以下问题:1)现行标准主要是针对铁、铝等金属基体上镀层的检测和评价,对稀土永磁类粉末合金基材的防护层没有进行规定(说明:基材特性、结构是影响防护层耐腐蚀性能的关键参数之一),从而导致磁体生产企业与用户之间在评价耐蚀性能方面存在分歧;2)防护层种类繁多、耐腐蚀性能差别很大,现行标准没有针对不同类型防护层进行分类检测和分级评价,磁体生产企业与用户通过协商来确定测试方法或通过第三方检测来统一评价,测试结果具有明显的不确定性;3)国内客户对第三方验证单位出具的检测报告基本勉强认同,但国外客户一般都需要提供检测依据的国家标准,否则就会对磁体性能(通常涉及磁性能和耐腐蚀性能)附加更为严苛的条件。
因此,磁体生产企业、特别是用户更希望制定统一的参考标准;4)稀土永磁材料作为不可替代的战略新材料,具有应用场景复杂性、磁体形状多样性、充退磁状态等特性,现行标准已无法对其防护层进行合适的检测和评价。
因此,针对稀土永磁体在实际应用场景的复杂性、不同磁体规格、充退磁状态以及防护层性能的差异性,必须要制定一套更为规范、操作性、参考性更明确的试验标准和评价体系,满足当前稀土永磁材料及其防护层快速发展的需求。
本标准的实施将有助于推动稀土永磁材料测试评价体系更规范的良性发展,减少因防护层测试方法不统一、评价机制不健全而带来的商业纠纷,大幅度降低因测试条件、气氛环境与实际应用场景脱节,导致对磁体实际耐蚀性能测试评价结果失真,带来的经济损失。
为表面处理行业提供更为具体、细致的防护层制备技术指导,为磁体防护层性能检测机构提供统一的、规范的评判标准。
同时,为下游器件设计、磁体应用客户提供更为直观、适合的磁体综合性能选择标准。
本标准适用的范围:规定了稀土永磁体防护层腐蚀试验方法。依据试验时试验箱内溶液类型分为中性盐雾腐蚀试验(NSS)、人造汗液腐蚀试验(SSS);依据试验条件不同分为普通盐雾腐蚀试验和复合盐雾腐蚀试验,具体采用哪一种腐蚀试验方法测定以及评价,根据磁体防护层类型、磁体应用场景或客户需求商讨决定。本文件适用于评价有防护层的稀土永磁体产品或试样,评价防护层的不连续性、孔隙、缺陷或损坏等现象,其中防护层包括:金属覆盖层、合金覆盖层、有机涂层、磷化、氧化膜、各类金属—有机以及合金—有机复合覆盖层。 本标准规定的主要技术内容:(1)从腐蚀试验箱需要满足的技术要求和试验条件进行了规定:普通盐雾腐蚀试验箱、复合盐雾腐蚀试验箱以及人造汗液腐蚀试验箱;(2)根据试验箱溶液类型规定:中性盐雾溶液和人造汗液溶液,并对溶液配置方法、使用注意事项进行了说明;(3)对稀土永磁体试样或产品进行了较为详细规定:按尺寸规格分为常规试样和特殊试样,按是否带磁测试分为充磁试样和未充磁试样,对试验前样品前处理,同批次测试数量以及规格进行了规定;(4)根据不同类型试样(试样规格、试样大小以及是否充磁),对试样在箱体内放置角度、放置范围进行了规定;(5)重点针对三种腐蚀试进行了分类别规定:包括试验条件、试验周期、温湿度、压力以及pH值范围;(6)对不同试验过程的操作规范、操作流程以及试验期间注意事项进行详细说明;(7)针对不同防护层类型、磁体实际应用的场景、异形或有特殊要求的产品,规定了三种可参考的试验记录表,其中,实际操作的试验条件、试验周期以及持续时间允许与规定的三种表有一定偏差;(8)试验结束后,按照是否充磁试样对样品失重率和磁通不可逆损失百分比进行了测试和计算,并对测试过程,计算方法进行了规定;(9)试验结束后,对试样表面状态进行了外观描述和分级描述,并对描述术语进行了规范;(10)对稀土永磁体腐蚀试验报告规定了大概包括的内容列表,并提供了腐蚀试验报告模板;(11)最后对现有稀土永磁体防护层类型、选择腐蚀试验的类型以及磁体应用场景进行了大致的划分。