本发明涉及磁性材料制备技术领域，尤指一种烧结钕铁硼超高矫顽力磁体的铸片工艺。
背景技术：
稀土金属是元素周期表ⅢB族中的钪、钇和镧系等17种金属元素的总称。他们包括：钪(Se)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土或铈组稀土；钇、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇称为重稀土或钇组稀土。这17种元素的化学性质很相似，在自然界易共生而难分离。它们在地壳中的含量相当丰富，其总量比银高1600倍，比金高出3万倍。高矫顽力磁体如牌号在UH、AH及以上的磁体含有镝铽稀土元素，其加入的原材料均为金属铽和镝铁，对于金属铽和镝铁的消耗较高，成本高，且制备的高矫顽力磁体的矫顽力低，限制了磁体的应用。
技术实现要素：
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种烧结钕铁硼超高矫顽力磁体的铸片工艺，以镨钕铽镝铁复合合金为原料，其铽的用量比“金属铽+镝铁合金”为原料时铽的用量降低约10％，制备的磁体的矫顽力提高了12.73％-15.03％，从而大大节约了稀土资源，降低了冶炼成本。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种烧结钕铁硼超高矫顽力磁体的铸片工艺，制备步骤依次包括配料、铸片、制粉、压型、热处理，其中，配料的原料包括以下成分：镨钕铽镝铁复合合金、硼、铜、钴、锆、铝、铁。
优选的是，配料中各成分的质量百分比为：镨钕铽镝铁复合合金31～34％、硼0.89～0.92％、铜0.05～0.5％、钴0.1～1.5％、锆0.1～0.5％、铝0.1～0.8％、其余为铁。
优选的是，铸片的具体过程包括以下步骤：
a、按照上述质量百分比，向中频感应加热炉中依次加入铁、硼、铜、钴、锆、铝、镨钕铽镝铁复合合金，盖上炉盖抽真空至2.7×10-4Pa；
b、将中频感应加热炉进行真空烘炉操作，具体为：采用逐级式升高功率加热，先调节中频感应加热炉的功率为95～105kW、加热时间为6～12min，再调节功率为145～155kW、加热时间为6～12min，又调节功率为195～205kW、加热时间为5～15min；
c、真空烘炉操作结束后，向中频感应加热炉中充入氩气，调节炉内压力为2.6～2.8×104Pa，采用阶梯式升高功率至合金熔化，具体为：调节中频感应加热炉的功率为345～355kW、保持3～8min，调节功率为445～455kW、保持3～8min，调节功率为545～555kW、保持至合金完全熔化；
d、合金完全熔化后，进入精炼阶段，精炼的功率为550±10kW，时间为7±3min；精炼的温度为1460±5℃，精炼结束后得到合金液；
e、进行浇铸，浇铸时向铜辊通冷却水，控制铜辊的转速为38～44r/min，将合金液浇铸到转动的冷却铜辊上，得到甩片，甩片落入回收容器后，盖上回收容器的盖体，打开回收容器的冷却水阀，冷却4.5～5.5h即得铸片。
优选的是，制粉的具体操作为：将铸片置于氮气的保护氛围中粉碎至3～6μm，然后加入铸片总质量的0.2‰～5‰的抗氧化剂混合均匀，得到目标粉。
优选的是，所述抗氧化剂为葵酸甲酯和正己烷的混合物，其中，葵酸甲酯和正己烷的体积比为1：(10～30)。
优选的是，压型的具体过程为：将目标粉置于模具中压制进行取向成型，再进行冷静压成型，得到压坯，其中，取向成型时的磁场强度大于或等于1.6T，冷静压成型的压力为190～230MPa，时间25～35s。
优选的是，热处理为真空热处理，包括烧结和回火，其中，烧结时将压坯入炉后，抽真空至0.3Pa以下，充氩气至85～100kPa，开风机洗炉15～30min，再次抽真空至0.3Pa以下，控制烧结的温度1035～1055℃、时间为300～600min；回火包括一级回火和二级回火，一级回火的温度800～920℃、时间为180～300min，二级回火的温度为480～600℃，时间为180～300min。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明以镨钕铽镝铁复合合金为原料，镨钕铽镝铁复合合金的采购价低，其铽的用量比“金属铽+镝铁合金”为原料时铽的用量降低约10％，制备的磁体的矫顽力提高了12.73％-15.03％，从而大大节约了稀土资源，降低了冶炼成本。
本发明制粉时在氮气氛围中进行，并加入抗氧化剂，降低铽镝的消耗。抗氧化剂是体积比为1:20的葵酸甲酯和正己烷组成，得到的磁体磁性能最优，比加入其他酸性抗氧化剂更有利于形成磁体性能好、磁体组织结构优质的烧结钕铁硼超高矫顽力磁体。
本发明在烧结时过低温氩气洗炉的操作降低了磁体的氧化，得到的磁体的矫顽力在18.6-19.9之间，剩磁处于13.2-13.5之间，提高了磁性能。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；
<实施例1>
一种烧结钕铁硼超高矫顽力磁体的铸片工艺，其特征在于，制备步骤依次包括配料、铸片、制粉、压型、热处理，其中，配料的原料包括以下成分：镨钕铽镝铁复合合金、硼、铜、钴、锆、铝、铁。且配料中各成分的质量百分比为：镨钕铽镝铁复合合金31％、硼0.89～0.92％、铜0.05～0.5％、钴0.1～1.5％、锆0.1～0.5％、铝0.1～0.8％、其余为铁。
铸片、制粉、压型、热处理的具体过程采用常规方法进行。
<实施例2>
一种烧结钕铁硼超高矫顽力磁体的铸片工艺，其特征在于，制备步骤依次包括配料、铸片、制粉、压型、热处理，其中，配料的原料包括以下成分：镨钕铽镝铁复合合金、硼、铜、钴、锆、铝、铁。且配料中各成分的质量百分比为：镨钕铽镝铁复合合金33％、硼0.91％、铜0.22％、钴0.8％、锆0.3％、铝0.5％、其余为铁。
铸片、制粉、压型、热处理的具体过程采用常规方法进行。
<实施例3>
一种烧结钕铁硼超高矫顽力磁体的铸片工艺，其特征在于，制备步骤依次包括配料、铸片、制粉、压型、热处理，其中，配料的原料包括以下成分：镨钕铽镝铁复合合金、硼、铜、钴、锆、铝、铁。且配料中各成分的质量百分比为：镨钕铽镝铁复合合金34％、硼0.92％、铜0.5％、钴1.5％、锆0.5％、铝0.8％、其余为铁。
铸片、制粉、压型、热处理的具体过程采用常规方法进行。
<实施例4>
本发明提供了一种烧结钕铁硼超高矫顽力磁体的铸片工艺，制备步骤依次包括配料、铸片、制粉、压型、热处理，其中，
配料中各成分的质量百分比为：镨钕铽镝铁复合合金31％、硼0.89％、铜0.05％、钴0.1％、锆0.1％、铝0.1％、其余为铁。
铸片的具体过程包括以下步骤：
a、按照上述质量百分比，向中频感应加热炉中依次加入铁、硼、铜、钴、锆、铝、镨钕铽镝铁复合合金，盖上炉盖抽真空至2.7×10-4Pa；
b、将中频感应加热炉进行真空烘炉操作，具体为：采用逐级式升高功率加热，先调节中频感应加热炉的功率为95kW、加热时间为6min，再调节功率为145kW、加热时间为6min，又调节功率为195kW、加热时间为5min；
c、真空烘炉操作结束后，向中频感应加热炉中充入氩气，调节炉内压力为2.6×104Pa，采用阶梯式升高功率至合金熔化，具体为：调节中频感应加热炉的功率为345kW、保持3min，调节功率为445kW、保持3min，调节功率为545kW、保持至合金完全熔化；
d、合金完全熔化后，进入精炼阶段，精炼的功率为540kW，时间为4min；精炼的温度为1455℃，精炼结束后得到合金液；
e、进行浇铸，浇铸时向铜辊通冷却水，控制铜辊的转速为38r/min，将合金液浇铸到转动的冷却铜辊上，得到甩片，甩片落入回收容器后，盖上回收容器的盖体，打开回收容器的冷却水阀，冷却4.5h即得铸片。
制粉的具体操作为：将铸片置于氮气的保护氛围中粉碎至3μm，然后加入铸片总质量的0.2‰的抗氧化剂混合均匀，得到目标粉，所述抗氧化剂为葵酸甲酯和正己烷的混合物，其中，葵酸甲酯和正己烷的体积比为1:10。
压型的具体过程为：将目标粉置于模具中压制进行取向成型，再进行冷静压成型，得到压坯，其中，取向成型时的磁场强度大于或等于1.6T，冷静压成型的压力为190MPa，时间25s。
热处理为真空热处理，包括烧结和回火，其中，烧结时将压坯入炉后，抽真空至0.3Pa以下，充氩气至85kPa，开风机洗炉15min，再次抽真空至0.3Pa以下，控制烧结的温度1035℃、时间为300min；回火包括一级回火和二级回火，一级回火的温度800℃、时间为180min，二级回火的温度为480℃，时间为180min。
<实施例5>
本发明提供了一种烧结钕铁硼超高矫顽力磁体的铸片工艺，制备步骤依次包括配料、铸片、制粉、压型、热处理，其中，
配料中各成分的质量百分比为：镨钕铽镝铁复合合金33％、硼0.91％、铜0.22％、钴0.8％、锆0.3％、铝0.5％、其余为铁。
铸片的具体过程包括以下步骤：
a、按照上述质量百分比，向中频感应加热炉中依次加入铁、硼、铜、钴、锆、铝、镨钕铽镝铁复合合金，盖上炉盖抽真空至2.7×10-4Pa；
b、将中频感应加热炉进行真空烘炉操作，具体为：采用逐级式升高功率加热，先调节中频感应加热炉的功率为100kW、加热时间为8min，再调节功率为150kW、加热时间为10min，又调节功率为200kW、加热时间为12min；
c、真空烘炉操作结束后，向中频感应加热炉中充入氩气，调节炉内压力为2.7×104Pa，采用阶梯式升高功率至合金熔化，具体为：调节中频感应加热炉的功率为350kW、保持5min，调节功率为450kW、保持5min，调节功率为550kW、保持至合金完全熔化；
d、合金完全熔化后，进入精炼阶段，精炼的功率为550kW，时间为7min；精炼的温度为1460℃，精炼结束后得到合金液；
e、进行浇铸，浇铸时向铜辊通冷却水，控制铜辊的转速为40r/min，将合金液浇铸到转动的冷却铜辊上，得到甩片，甩片落入回收容器后，盖上回收容器的盖体，打开回收容器的冷却水阀，冷却5h即得铸片。
制粉的具体操作为：将铸片置于氮气的保护氛围中粉碎至5μm，然后加入铸片总质量的1.5‰的抗氧化剂混合均匀，得到目标粉，所述抗氧化剂为葵酸甲酯和正己烷的混合物，其中，葵酸甲酯和正己烷的体积比为1:20。
压型的具体过程为：将目标粉置于模具中压制进行取向成型，再进行冷静压成型，得到压坯，其中，取向成型时的磁场强度大于或等于1.6T，冷静压成型的压力为210MPa，时间30s。
热处理为真空热处理，包括烧结和回火，其中，烧结时将压坯入炉后，抽真空至0.3Pa以下，充氩气至95kPa，开风机洗炉22min，再次抽真空至0.3Pa以下，控制烧结的温度1045℃、时间为450min；回火包括一级回火和二级回火，一级回火的温度860℃、时间为240min，二级回火的温度为530℃，时间为250min。
<实施例6>
本发明提供了一种烧结钕铁硼超高矫顽力磁体的铸片工艺，制备步骤依次包括配料、铸片、制粉、压型、热处理，其中，
配料中各成分的质量百分比为：镨钕铽镝铁复合合金34％、硼0.92％、铜0.5％、钴1.5％、锆0.5％、铝0.8％、其余为铁。
铸片的具体过程包括以下步骤：
a、按照上述质量百分比，向中频感应加热炉中依次加入铁、硼、铜、钴、锆、铝、镨钕铽镝铁复合合金，盖上炉盖抽真空至2.7×10-4Pa；
b、将中频感应加热炉进行真空烘炉操作，具体为：采用逐级式升高功率加热，先调节中频感应加热炉的功率为105kW、加热时间为12min，再调节功率为155kW、加热时间为12min，又调节功率为205kW、加热时间为15min；
c、真空烘炉操作结束后，向中频感应加热炉中充入氩气，调节炉内压力为2.8×104Pa，采用阶梯式升高功率至合金熔化，具体为：调节中频感应加热炉的功率为355kW、保持8min，调节功率为455kW、保持8min，调节功率为555kW、保持至合金完全熔化；
d、合金完全熔化后，进入精炼阶段，精炼的功率为560kW，时间为10min；精炼的温度为1465℃，精炼结束后得到合金液；
e、进行浇铸，浇铸时向铜辊通冷却水，控制铜辊的转速为44r/min，将合金液浇铸到转动的冷却铜辊上，得到甩片，甩片落入回收容器后，盖上回收容器的盖体，打开回收容器的冷却水阀，冷却5.5h即得铸片。
制粉的具体操作为：将铸片置于氮气的保护氛围中粉碎至6μm，然后加入铸片总质量的5‰的抗氧化剂混合均匀，得到目标粉，所述抗氧化剂为葵酸甲酯和正己烷的混合物，其中，葵酸甲酯和正己烷的体积比为1:30。
压型的具体过程为：将目标粉置于模具中压制进行取向成型，再进行冷静压成型，得到压坯，其中，取向成型时的磁场强度大于或等于1.6T，冷静压成型的压力为230MPa，时间35s。
热处理为真空热处理，包括烧结和回火，其中，烧结时将压坯入炉后，抽真空至0.3Pa以下，充氩气至100kPa，开风机洗炉30min，再次抽真空至0.3Pa以下，控制烧结的温度1055℃、时间为600min；回火包括一级回火和二级回火，一级回火的温度920℃、时间为300min，二级回火的温度为600℃，时间为300min。
<对比例1>
一种烧结钕铁硼超高矫顽力磁体的铸片工艺，制备步骤依次包括配料、铸片、制粉、压型、热处理，其中，配料中各成分的质量百分比为：铽1％、镝铁合金(其中镝的质量百分比为80％)0.875％、镨钕28％、硼0.91％、铜0.22％、钴0.8％、锆0.3％、铝0.5％、其余为铁。铸片、制粉、压型、热处理的过程及参数均与实施例2相同。
<对比例2>
一种烧结钕铁硼超高矫顽力磁体的铸片工艺，制备步骤依次包括配料、铸片、制粉、压型、热处理，其中，
配料中各成分的质量百分比为：镨钕铽镝铁复合合金29.7％、硼0.91％、铜0.22％、钴0.8％、锆0.3％、铝0.5％、其余为铁。
镨钕铽镝铁复合合金的总质量为实施例2中所用的镨钕铽镝铁复合合金的总质量的90％，铸片、制粉、压型、热处理的过程及参数均与实施例2相同。
<对比例3>
一种烧结钕铁硼超高矫顽力磁体的铸片工艺，制备步骤依次包括配料、铸片、制粉、压型、热处理，其中，
配料中各成分的质量百分比为：镨钕铽镝铁复合合金33％、硼0.91％、铜0.22％、钴0.8％、锆0.3％、铝0.5％、其余为铁。
制粉时将铸片于空气中直接粉碎至5μm，得到目标粉。
铸片、压型、热处理的过程及参数均与实施例2相同。
<对比例4>
一种烧结钕铁硼超高矫顽力磁体的铸片工艺，制备步骤依次包括配料、铸片、制粉、压型、热处理，其中，
配料中各成分的质量百分比为：镨钕铽镝铁复合合金33％、硼0.91％、铜0.22％、钴0.8％、锆0.3％、铝0.5％、其余为铁。
制粉的具体操作为：将铸片置于氮气的保护氛围中粉碎至5μm，然后加入铸片总质量的1.5‰的抗氧化剂混合均匀，得到目标粉，所述抗氧化剂是PH为4.5的酸性抗氧化剂。
铸片、压型、热处理的过程及参数均与实施例2相同。
取实施例1-6、对比例1-4制得的烧结钕铁硼超高矫顽力磁体样本，依次标记为A、B、C、D、E、F、G、H、I、J，每个样本等分为9份(例如，A样本等分为9份依次标记为A1-A9，B(B1-B9)，C(C1-C9)，依次类推)，分别进行磁性能测试，并进行统计，得如下表1数据：
表1
从表1中可以看出：
第一、实施例1-3均为以镨钕铽镝铁复合合金为主要原料，通过常规方法制备得到的磁体，其各项磁性能优良，尤其制备的铸片的厚度在0.15-0.45mm之间占有85％以上，柱状晶的比例均高于对比例3和对比例4。
第二、实施例5与对比例2相比，对比例2的配料中镨钕铽镝铁复合合金的总质量少了10％，得到的烧结钕铁硼超高矫顽力磁体的各项性能均和对比例1直接添加金属铽和镝铁合金的配料得到的烧结钕铁硼超高矫顽力磁体的各项性能相同，因此，将对比例2作为实施例5与对比例1比较的桥梁。
第三、实施例5与对比例1比较，取实施例5与对比例1的矫顽力的最大值以及最小值分别比较计算，最大值比较计算：(19.9-17.3)/17.3×100％＝15.03％，最小值比较计算：(18.6-16.5)/16.5×100％＝12.73％，由此可知实施例5的矫顽力相对于对比例1提高了12.73％-15.03％，实施例5相对于对比例1的铸片中铽含量的提高数为(1.103-1.000)/1.000×100％＝10.3％。实施例5中制备的磁体的剩磁为13.2-13.5，对比例1制备的磁体的剩磁为13.2-13.6，磁性能基本相当。因此，配料以镨钕铽镝铁复合合金加入，得到的铸片中铽的有效成分提高10.3％，制备的磁体的矫顽力提高15.03％，而剩磁略低。实施例5与对比例1中得到的铸片厚度均在0.15-0.45mm范围内占比大于或等于95％，柱状晶比例均高于90％，说明铸片得到的甩片组织结构好，是制备优质磁体的基础。
但是，本发明以镨钕铽镝铁复合合金为原料，其铽的用量比“金属铽+镝铁合金”为原料时铽的用量降低约10％，制备的磁体的矫顽力提高了12.73％-15.03％，磁性能基本相当，从而大大节约了稀土资源，降低成本。
第四、实施例5、对比例3、对比例4的比较，实施例5制备的磁体各项性能明显高于对比例3，尤其铸片厚度及柱状晶比例远高于对比例3，说明制粉的操作对于烧结钕铁硼磁体的磁性能的影响明显。实施例5制粉时在氮气氛围中进行，并加入抗氧化剂，降低铽镝的消耗。实施例5制备的磁体的矫顽力、剩磁等均高于对比例4，说明在制粉时于氮气的保护氛围加入体积比为1:20的葵酸甲酯和正己烷组成的抗氧化剂，比加入其他酸性抗氧化剂更有利于形成磁体性能好、磁体组织结构优质的烧结钕铁硼超高矫顽力磁体。
另外，按照实施例5的制备方法，在烧结时不进行氩气、洗炉、抽真空的操作，直接控制烧结温度为1045℃，烧结时间为450min，烧结后再进行回火处理，得到的磁体的矫顽力在18.2-18.4之间，剩磁也略低于实施例5，处于12.8-13.1之间，说明通过低温氩气洗炉的操作降低了磁体的氧化，提高了磁性能。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。