本发明涉及功能材料领域中的永磁材料，尤其是涉及一种全致密mn基永磁合金及其制备方法，属于材料科学技术领域。
背景技术：
随着科学技术的飞速发展，特别是在汽车、航空航天等领域，各种极端环境条件下，对于各种材料有着更严格的要求。永磁体作为最重要功能的材料，在国民经济和科技领域应用越来越广。目前nd-fe-b磁体因其高的磁性能和良好的机械性能，备受人们的关注。但由于ndfeb磁体的居里温度仅为318℃，其工作温度大都低于200℃，因此极大的限制其在高温度的使用。低温相(ltp)mnbi合金具有高的磁各向异性(11.6×106erg/cc)、居里温度约为633k，在150k～550k的温度范围内具有正的矫顽力温度系数，因此mnbi合金被认为是具有广泛应用前景的高温永磁材料。mnbi的铁磁性能主要来源于其低温相。mnbi合金在常温下可以形成多个紧密联系的相，如低温相、高温相还有新相等等，这在很大程度上制约了mnbi合金的发展，给制备高纯度低温相含量的mnbi合金带来了极大的困难。
目前采用熔体快淬、高能球磨等合金制备方法可以获得低温相含量90％以上的mnbi合金。但是这些合金都是粉末状态，不是可以实际应用的块状磁体。将粉末压制成磁块因需要采用粘结剂而牺牲了磁性能。
技术实现要素：
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供了一种全致密mn基无稀土永磁体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)配料：按照名义成分mnabibmc，以mn、bi、m为原料，进行称重配料，其中m为金属sn、mg，过渡金属元素ti、zr、nb、mo、v、cr或类金属元素b、c中的至少一种，a、b、c分别为各对应元素的原子百分含量，并且满足50≤a≤55，45≤b+c≤50，0≤c≤5，a+b+c＝100；mn、bi、m原料选用纯度在99.99％以上的原料；
2)熔炼：采用电弧熔炼法将已配好的原料放入在氩气保护下的电弧熔炉中，熔炼得到mnabibmc合金铸锭；
3)铸锭预退火：将mnabibmc合金铸锭进行真空退火处理，待冷却后取出；
4)铜模喷铸：将步骤3)制得的mnabibmc母合金破碎成2-3g的小块放入石英管中，先使用机械泵抽腔体真空到5×10-2mbar以下，再用扩散泵抽真空到5×10-4mbar以下，关闭真空阀门充入高纯氩气，调整喷铸设备腔体的气压与气囊的气压，以形成一定的气压差；打开感应加热系统，根据合金的熔化程度调整电源电压由小到大；待样品已熔化均匀后，关掉感应加热系统电源，打开气囊与石英管相连的阀门给石英管注入高纯氩气，在压力的作用下使熔融金属从小孔中喷到圆柱形铜模中，待冷却取出；
5)磁场热处理：将步骤4)中制得的长棒状样品放入磁场中进行磁场真空热退火，样品长度方向沿磁场方向；
6)磁性能测试：将长棒状样品截成长度不大于5mm的小段，采用振动样品磁强计测试样品磁性能，样品长度方向沿磁场方向。
进一步的，步骤3)中铸锭预退火温度如下作为优选，温度250℃，退火时间为24-72小时。
进一步的，步骤5)中磁场热处理工艺如下作为优选，磁场1-4t，热处理温度250～300℃，退火时间1～3小时。
进一步的，所述石英管的小孔直径为0.6-0.8mm。
与现有的技术相比，本发明具有如下优点：
(1)不需要加入粘接剂而直接获得全致密无稀土永磁体，不会损失部分磁性能；
(2)与传统的低温相获取方式相比，本发明工艺过程简单，易操作，降低了生产成本。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明。
实施例1
1)配料：按照名义成分mn50bi45mg5，以纯度为99.99％以上的mn、bi、mg为原料，进行称重配料；
2)熔炼：采用电弧熔炼法将已配好的原料放入在氩气保护下的电弧熔炉中，熔炼得到mn50bi45mg5合金；
3)铸锭预退火：将mn50bi45mg5合金铸锭250℃真空退火24小时，待冷却后取出；
4)铜模喷铸：将步骤3)制得的mn50bi45mg5母合金破碎成2-3g左右的小块放入石英管中。石英管的小孔直径为0.6mm。先使用机械泵抽腔体真空到5×10-2mbar以下，再用扩散泵抽真空到5×10-4mbar以下后，关闭真空阀门充入高纯氩气，调整喷铸设备腔体的气压为-800mbar左右，气囊的气压为200mbar左右。打开感应加热系统，根据合金的熔化程度调整电源电压由小到大。待样品已熔化均匀后，关掉感应加热系统电源，打开气囊与石英管相连的阀门给石英管注入高纯氩气，在压力的作用下使熔融金属从小孔中喷到直径为3mm的圆柱形铜模中，待冷却取出；
5)磁场热处理：将步骤4)中制得的长棒状样品放入1t的磁场中，在300℃进行磁场热退火1小时，样品长度方向沿磁场方向；
6)磁性能测试：将长棒状样品截成长度不大于5mm的小段，采用振动样品磁强计测试样品磁性能，样品长度方向沿磁场方向。
实施例2
1)配料：按照名义成分mn50bi48sn2，以纯度为99.99％以上的mn、bi、sn为原料，进行称重配料；
2)熔炼：采用电弧熔炼法将已配好的原料放入在氩气保护下的电弧熔炉中，熔炼得到mn50bi48sn2合金；
3)铸锭预退火：将mn50bi48sn2合金铸锭250℃真空退火48小时，待冷却后取出；
4)铜模喷铸：将步骤3)制得的mn50bi48sn2母合金破碎成2-3g左右的小块放入石英管中。石英管的小孔直径为0.7mm。先使用机械泵抽腔体真空到5×10-2mbar以下，再用扩散泵抽真空到5×10-4mbar以下后，关闭真空阀门充入高纯氩气，调整喷铸设备腔体的气压为-800mbar左右，气囊的气压为200mbar左右。打开感应加热系统，根据合金的熔化程度调整电源电压由小到大。待样品已熔化均匀后，关掉感应加热系统电源，打开气囊与石英管相连的阀门给石英管注入高纯氩气，在压力的作用下使熔融金属从小孔中喷到直径为3mm的圆柱形铜模中，待冷却取出；
5)磁场热处理：将步骤4)中制得的长棒状样品放入2t的磁场中，在250℃进行磁场真空热退火2小时，样品长度方向沿磁场方向；
6)磁性能测试：将长棒状样品截成长度不大于5mm的小段，采用振动样品磁强计测试样品磁性能，样品长度方向沿磁场方向。
实施例3
1)配料：按照名义成分mn55bi44ti1，以纯度为99.99％以上的mn、bi、ti为原料，进行称重配料；
2)熔炼：采用电弧熔炼法将已配好的原料放入在氩气保护下的电弧熔炉中，熔炼得到mn55bi44ti1合金；
3)铸锭预退火：将mn55bi44ti1合金铸锭250℃真空退火72小时，待冷却后取出；
4)铜模喷铸：将步骤3)制得的mn55bi44ti1母合金破碎成2-3g左右的小块放入石英管中。石英管的小孔直径为0.7mm。先使用机械泵抽腔体真空到5×10-2mbar以下，再用扩散泵抽真空到5×10-4mbar以下后，关闭真空阀门充入高纯氩气，调整喷铸设备腔体的气压为-800mbar左右，气囊的气压为200mbar左右。打开感应加热系统，根据合金的熔化程度调整电源电压由小到大。待样品已熔化均匀后，关掉感应加热系统电源，打开气囊与石英管相连的阀门给石英管注入高纯氩气，在压力的作用下使熔融金属从小孔中喷到直径为4mm的圆柱形铜模中，待冷却取出；
5)磁场热处理：将步骤4)中制得的长棒状样品放入4t的磁场中，在250℃进行磁场真空热退火3小时，样品长度方向沿磁场方向；
6)磁性能测试：将长棒状样品截成长度不大于5mm的小段，采用振动样品磁强计测试样品磁性能，样品长度方向沿磁场方向。
实施例4
1)配料：按照名义成分mn55bi42c3，以纯度为99.99％以上的mn、bi、c为原料，进行称重配料；
2)熔炼：采用电弧熔炼法将已配好的原料放入在氩气保护下的电弧熔炉中，熔炼得到mn55bi42c3合金；
3)铸锭预退火：将mn55bi42c3合金铸锭250℃真空退火36小时，待冷却后取出；
4)铜模喷铸：将步骤3)制得的mn55bi42c3母合金破碎成2-3g左右的小块放入石英管中。石英管的小孔直径为0.8mm。先使用机械泵抽腔体真空到5×10-2mbar以下，再用扩散泵抽真空到5×10-4mbar以下后，关闭真空阀门充入高纯氩气，调整喷铸设备腔体的气压为-800mbar左右，气囊的气压为200mbar左右。打开感应加热系统，根据合金的熔化程度调整电源电压由小到大。待样品已熔化均匀后，关掉感应加热系统电源，打开气囊与石英管相连的阀门给石英管注入高纯氩气，在压力的作用下使熔融金属从小孔中喷到直径为4mm的圆柱形铜模中，待冷却取出；
5)磁场热处理：将步骤4)中制得的长棒状样品放入2t的磁场中，在275℃进行磁场真空热退火1小时，样品长度方向沿磁场方向；
6)磁性能测试：将长棒状样品截成长度不大于5mm的小段，采用振动样品磁强计测试样品磁性能，样品长度方向沿磁场方向。
实施例5
1)配料：按照名义成分mn55bi42b3，以纯度为99.99％以上的mn、bi、b为原料，进行称重配料；
2)熔炼：采用电弧熔炼法将已配好的原料放入在氩气保护下的电弧熔炉中，熔炼得到mn55bi42b3合金；
3)铸锭预退火：将mn55bi42b3合金铸锭250℃真空退火36小时，待冷却后取出；
4)铜模喷铸：将步骤3)制得的mn55bi42b3母合金破碎成2-3g左右的小块放入石英管中。石英管的小孔直径为0.8mm。先使用机械泵抽腔体真空到5×10-2mbar以下，再用扩散泵抽真空到5×10-4mbar以下后，关闭真空阀门充入高纯氩气，调整喷铸设备腔体的气压为-800mbar左右，气囊的气压为200mbar左右。打开感应加热系统，根据合金的熔化程度调整电源电压由小到大。待样品已熔化均匀后，关掉感应加热系统电源，打开气囊与石英管相连的阀门给石英管注入高纯氩气，在压力的作用下使熔融金属从小孔中喷到直径为4mm的圆柱形铜模中，待冷却取出；
5)磁场热处理：将步骤4)中制得的长棒状样品放入3t的磁场中，在260℃进行磁场真空热退火1小时，样品长度方向沿磁场方向；
6)磁性能测试：将长棒状样品截成长度不大于5mm的小段，采用振动样品磁强计测试样品磁性能，样品长度方向沿磁场方向。
各实施例制得mn基无稀土永磁体的磁性能如表1所示：
表1。