1.本发明涉及磁性材料技术领域，尤其涉及一种无稀土高性能复合磁体的制备方法。
背景技术：
2.近年来，稀土永磁材料的巨大需求导致稀土资源的过度消耗，新型低稀土或非稀土永磁材料成为研究热点。mnbi无稀土永磁材料，具有价格低、耐腐蚀性好、机械强度高等优点，特别是这类合金在某温度范围内矫顽力呈正温度系数，备受磁学研究者的关注。
3.alnico合金存在混溶间隙区，且可以在混溶间隙区发生调幅分解形成铁磁相和弱铁磁相（顺磁相）。alnico合金的磁性能很大程度上来源于铁磁性相的形状各向异性。为此，通过改变加工工艺和调整合金成分来改善微结构，以便获得最佳的综合性能。此外，传统制备方法所需工艺复杂，成本较高。因此，研究新的制备工艺，尽量减少稀土材料的使用同时提高铝镍钴合金和锰铋合金的性能，具有重要意义。
技术实现要素：
4.针对现有技术中存在的问题，本发明目的在于提供一种无稀土高性能复合磁体的制备方法。
5.本发明的无稀土高性能复合磁体的制备方法，包括如下步骤：（1）mnbi基和alnico基磁粉制备：按照mnbi合金和alnico合金成分分别称量各原料并通过真空感应熔炼制备mnbi基和alnico基合金铸锭，然后通过熔体快淬法分别制得mnbi基和alnico基合金薄带，辊速为10~45 m/s；采用低温液氮保护下的高能球磨将两种薄带破碎至10~500 nm的mnbi基磁粉和alnico基磁粉，高能球磨的时间为1~10 h；（2）低熔点ga-bi-al-cu基合金制备：将低熔点gabialcu合金成分以原子百分含量称重配料，然后将已配好的原料密封于氮气保护下的石英管内，并置于500~900 ℃的电阻炉中进行1~5小时的保温熔炼，获得成分均匀的母合金锭子，然后采用行星式球磨工艺将合金破碎至10~100 μm制得合金粉体；（3）将步骤（1）获得的mnbi基和alnico基磁粉和步骤（2）获得的低熔点ga-bi-al-cu基合金粉体按比例混合均匀后，进行低温辅助磁场取向成型技术制得压坯，所述低温辅助磁场取向成型技术的温度为100~200℃，压力为20~100 mpa，磁场强度为1~2 t；（4）将步骤（3）获得的压坯进行强磁场辅助激光加热技术对压坯进行烧结处理，所述强磁场辅助激光加热技术的升温速率为5~20 ℃/s，烧结温度为400~900 ℃，烧结时间为50~250 s，磁场强度为6~15 t，强磁场开启时间仅为烧结保温的时间范围内。
6.进一步的，步骤（1）中所述的mnbi基合金为按原子百分比的mn
a
bi
b
tm
100-a-b
，式中30≤a≤60，30≤b≤60，其余tm，tm为ga，ti，zr，co中的一种或几种；所述的alnico基合金为按原子百分比的al
x
ni
y
co
z
fe
u
cu
v
ti
w
zr
e
合金，式中： 5≤x≤15， 10≤y≤20，20≤z≤35，35≤u≤60，1≤v≤5，0.1≤w≤2，0.1≤e≤2，以上x+y+z+u+v+w+e=100。
7.进一步的，步骤（2）中所述的低熔点ga-bi-al-cu基合金为按原子百分比的ga
d
bi
f
al
g
cu
100-d-f-g
合金，式中：5≤d≤10，5≤f≤10，10≤g≤20；所述的保温熔炼的具体工艺参数为：每隔10~20分钟摇晃石英管，以确保母合金成分均匀。
8.进一步的，步骤（3）中所述的alnico基磁粉占总重量比例为30~70 wt.%，低熔点ga-bi-al-cu基合金粉体占总重量比例为1~10 wt.%。
9.与现有的技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：本发明将无稀土的mnbi基和alnico基纳米合金粉末作为复合体系，并配以加入低熔点ga-bi-al-cu基合金，在提升复合磁体的磁性能的同时可以在一定程度降低原料成本；同时，本发明通过低温液氮保护下的高能球磨制备纳米永磁粉末，并配合低熔点合金及低温辅助磁场取向成型技术，实现纳米晶晶粒的有效取向生长，获得mnbi和alnico两个硬磁相的有效耦合。
具体实施方式
10.下面将结合实施例对本发明做进一步的详细说明，但本发明并不仅仅局限于以下实施例。
11.实施例1（1）mnbi基和alnico基磁粉制备：按照mn
45
bi
45
co
10
合金和al
10
ni
15
co
20
fe
50
cu3ti1zr1合金成分分别称量各原料并通过真空感应熔炼制备mnbi基和alnico基合金铸锭，然后通过熔体快淬法分别制得mnbi基和alnico基合金薄带，辊速为10 m/s；采用低温液氮保护下的高能球磨10 h将两种薄带破碎至~20 nm的mnbi基磁粉和~60 nm的alnico基磁粉；（2）低熔点ga-bi-al-cu基合金制备：将低熔点ga5bi
10
al
20
cu
65
合金成分以原子百分含量称重配料，然后将已配好的原料密封于氮气保护下的石英管内，并置于600 ℃的电阻炉中进行2小时的保温熔炼，每隔10分钟摇晃石英管，以确保母合金成分均匀，获得成分均匀的母合金锭子，然后采用行星式球磨工艺将合金破碎至10 μm制得合金粉体；（3）将步骤（1）获得的mnbi基和alnico基磁粉和步骤（2）获得的低熔点ga-bi-al-cu基合金粉体按比例混合均匀后，其中alnico基磁粉占总重量比例为30 wt.%，低熔点ga-bi-al-cu基合金粉体占总重量比例为1 wt.%，进行低温辅助磁场取向成型技术制得压坯，所述低温辅助磁场取向成型技术的温度为100 ℃，压力为20 mpa，磁场强度为1 t；（4）将步骤（3）获得的压坯进行强磁场辅助激光加热技术对压坯进行烧结处理，所述强磁场辅助激光加热技术的升温速率为5 ℃/s，烧结温度为400℃，烧结时间为200 s，磁场强度为15 t，强磁场开启时间仅为烧结保温的时间范围内，最终获得无稀土高性能复合磁体。
12.采用本发明制备的无稀土复合磁体经磁性能测试，矫顽力为18.9 koe，磁能积为12.2 mgoe。
13.实施例2（1）mnbi基和alnico基磁粉制备：按照mn
40
bi
50
ga5zr5合金和al5ni
20
co
25
fe
45
cu2ti
1.5
zr
1.5
合金成分分别称量各原料并通过真空感应熔炼制备mnbi基和alnico基合金铸锭，然后通过熔体快淬法分别制得mnbi基和alnico基合金薄带，辊速为30 m/s；采用低温液氮保护下的高能球磨5 h将两种薄带破碎至~50 nm的mnbi基磁粉和~80 nm的alnico基磁粉；（2）低熔点ga-bi-al-cu基合金制备：将低熔点ga7bi7al
15
cu
71
合金成分以原子百分含量
称重配料，然后将已配好的原料密封于氮气保护下的石英管内，并置于700 ℃的电阻炉中进行3小时的保温熔炼，每隔15分钟摇晃石英管，以确保母合金成分均匀，获得成分均匀的母合金锭子，然后采用行星式球磨工艺将合金破碎至50 μm制得合金粉体；（3）将步骤（1）获得的mnbi基和alnico基磁粉和步骤（2）获得的低熔点ga-bi-al-cu基合金粉体按比例混合均匀后，其中alnico基磁粉占总重量比例为50 wt.%，低熔点ga-bi-al-cu基合金粉体占总重量比例为5 wt.%，进行低温辅助磁场取向成型技术制得压坯，所述低温辅助磁场取向成型技术的温度为150 ℃，压力为50 mpa，磁场强度为1.5 t；（4）将步骤（3）获得的压坯进行强磁场辅助激光加热技术对压坯进行烧结处理，所述强磁场辅助激光加热技术的升温速率为15 ℃/s，烧结温度为700℃，烧结时间为150 s，磁场强度为10 t，强磁场开启时间仅为烧结保温的时间范围内，最终获得无稀土高性能复合磁体。
14.采用本发明制备的无稀土复合磁体经磁性能测试，矫顽力为15.2 koe，磁能积为11.7 mgoe。
15.实施例3（1）mnbi基和alnico基磁粉制备：按照mn
50
bi
40
ti3co7合金和al
15
ni
10
co
25
fe
45
cu4ti
0.5
zr
0.5
合金成分分别称量各原料并通过真空感应熔炼制备mnbi基和alnico基合金铸锭，然后通过熔体快淬法分别制得mnbi基和alnico基合金薄带，辊速为45 m/s；采用低温液氮保护下的高能球磨1 h将两种薄带破碎至~80 nm的mnbi基磁粉和~90 nm的alnico基磁粉；（2）低熔点ga-bi-al-cu基合金制备：将低熔点ga
10
bi5al
10
cu
75
合金成分以原子百分含量称重配料，然后将已配好的原料密封于氮气保护下的石英管内，并置于800 ℃的电阻炉中进行5小时的保温熔炼，每隔20分钟摇晃石英管，以确保母合金成分均匀，获得成分均匀的母合金锭子，然后采用行星式球磨工艺将合金破碎至100 μm制得合金粉体；（3）将步骤（1）获得的mnbi基和alnico基磁粉和步骤（2）获得的低熔点ga-bi-al-cu基合金粉体按比例混合均匀后，其中alnico基磁粉占总重量比例为70 wt.%，低熔点ga-bi-al-cu基合金粉体占总重量比例为10 wt.%，进行低温辅助磁场取向成型技术制得压坯，所述低温辅助磁场取向成型技术的温度为200 ℃，压力为100 mpa，磁场强度为2 t；（4）将步骤（3）获得的压坯进行强磁场辅助激光加热技术对压坯进行烧结处理，所述强磁场辅助激光加热技术的升温速率为20 ℃/s，烧结温度为900℃，烧结时间为100 s，磁场强度为5 t，强磁场开启时间仅为烧结保温的时间范围内，最终获得无稀土高性能复合磁体。
16.采用本发明制备的无稀土复合磁体经磁性能测试，矫顽力为13.9 koe，磁能积为10.5 mgoe。