一种在金属基材上制备硬磁性氧化物涂层的方法

摘要

本发明一种在金属基材上制备硬磁性氧化物涂层的方法，涉及制造应用电—磁或者类似磁效应的器件的方法，步骤是，先用喷雾造粒法制备等离子喷涂用的原料MeFe12O19型铁氧体粉末颗粒，再采用等离子喷涂技术在经过预处理的金属基体材料上喷涂上述粉末颗粒，所达到的硬磁性氧化物涂层厚度为10μm～1mm，然后将喷涂有MeFe12O19硬磁性氧化物涂层的金属基体材料的工件置于800℃～1200℃下退火热处理1h，最后对硬磁性氧化物涂层进行精磨加工，得到在金属基材上喷涂有MeFe12O19硬磁性氧化物涂层的工件，克服了现有技术在金属基材上制得的磁性厚膜的厚度与磁性不能满足微电机械需要微型永磁材料器件要求的缺陷。

主权项

一种在金属基材上制备硬磁性氧化物涂层的方法，其特征在于具体步骤是：第一步，等离子喷涂用的粉末颗粒的制备将商购得到的原料MeFe12O19型铁氧体粉末，用喷雾造粒法制备等离子喷涂用的粉末颗粒，先将上述原料MeFe12O19型铁氧体粉末、溶剂水及粘合剂聚乙烯醇充分搅拌混合制成料浆，料浆中各组分质量百分比例为，原料MeFe12O19型铁氧体粉末固含量为35%～50%，粘合剂聚乙烯醇为1%～2%，其余为溶剂水，然后进行喷雾造粒，喷雾造粒的工艺参数：出风口温度110℃～120℃、进风口温度220℃～230℃，喂料速度35rpm～50rpm，在喷雾造粒后，进一步对粉末物料进行烧结处理，烧结温度为1100℃～1200℃，保温时间为2h，最后通过筛分，在烧结后所得粉末中选取粒度为74μm～38μm的粉末颗粒作为等离子喷涂用的粉末颗粒，上述MeFe12O19中的Me为金属元素；第二步，金属基体材料的预处理根据机械系统设计要求加工得到所需要的形状和尺寸的金属基体材料的工件，使其需要喷涂磁性涂层的金属基体材料的工件的表面部分至设计的形状和尺寸，并通过喷砂处理粗化该需要喷涂磁性涂层的金属基体材料的表面，然后用丙酮超声波清洗去除上述需要喷涂磁性涂层的金属基体材料的表面的污染物，再将上述金属基体材料的工件整体干燥，存放在洁净、干燥和无氧的环境中备用，由此完成金属基体材料的预处理；第三步，金属基材上硬磁性氧化物涂层的制备采用等离子喷涂技术在经过第二步预处理的金属基体材料上喷涂第一步制备的MeFe12O19等离子喷涂用的粉末颗粒，该等离子喷涂工艺参数为：电弧电压70V，电弧电流500A，喷涂功率35kW，送粉气流量0.5m3/h，枪距100mm，离子气氩气流量50×10‑3 m3/min、氢气流量（10～15）×10‑3 m3/min，所达到的硬磁性氧化物涂层厚度为10μm～1mm，由此完成金属基材上硬磁性氧化物涂层的制备；第四步，金属基材上硬磁性氧化物涂层的退火热处理将第三步得到的喷涂有MeFe12O19硬磁性氧化物涂层的金属基体材料的工件置于空气气氛的加热炉中，于800℃～1200℃下退火热处理1h，由此完成金属基材上硬磁性氧化物涂层的退火热处理；第五步，调整硬磁性氧化物涂层厚度至设计尺寸对第四步热处理后的金属基材上硬磁性氧化物涂层进行精磨加工，调整该涂层厚度至所设计要求的尺寸，最终得到在金属基材上喷涂有MeFe12O19硬磁性氧化物涂层的工件。