本发明涉及磁性材料制造领域，具体涉及一种打印法制备钐钴永磁材料的方法。
背景技术：
稀土永磁材料是指稀土金属和过渡族金属形成的合金经一定的工艺制成的永磁材料。稀土永磁材料是现在已知的综合性能最高的一种永磁材料，它比九十世纪使用的磁钢的磁性能高100多倍，比铁氧体、铝镍钴性能优越得多，比昂贵的铂钴合金的磁性能还高一倍。由于稀土永磁材料的使用，不仅促进了永磁器件向小型化发展，提高了产品的性能，而且促使某些特殊器件的产生，所以稀土永磁材料一出现，立即引起极大重视，发展极为迅速。稀土永磁材料已在机械、电子、仪表和医疗等领域获得了广泛应用。
smco5稀土永磁材料具有高的磁性能和高居里温度，尤其是工作温度在180-250℃以上时，该磁钢仍然具有高的磁能积、矫顽力和剩磁，因此被广泛应用于航空航天、国防军工、微波器件、通讯、医疗设备、仪器仪表、风力发电、各种磁性传动装置、传感器、磁处理器、高端电机等行业。
smco5稀土永磁材料的传统制备方法为粉末冶金法，工艺过程包括合金熔炼、制粉、磁场压制成型、烧结和热处理等。通过磁场取向成型，制备的合金具有强的磁各向异性和磁性能。但是该制备工艺过程较为复杂。
3d打印用于磁性材料的成型中，属于新的技术，在3d凝胶打印磁性材料制品过程中采用化学方法对其进行边打印边固化，但由于化学固化需要一定的时间，因此对打印制品的尺寸有一定限制，若打印制品尺寸较大制件，由于打印过程中制品未完全固化，继续在未完全固化的打印层上面堆积材料从而造成塌陷和变形等缺陷，使得打印制品的成形率低。
技术实现要素：
本发明提供一种打印法制备钐钴永磁材料的方法，采用掺杂来调整smco5合金的成分来获得大的合金成分过冷度，并配合高速快淬工艺，获得细小晶粒尺寸的各向异性smco5；本发明将化学固化和光固化相结合，缩短固化时间，提高磁性材料的固化速度，从而提高制件的成形率，提升磁材的制备效率。
为了实现上述目的，实现上述目的，本发明提供了一种打印法制备钐钴永磁材料的方法，该钐钴永磁材料主体由下述组分按通式：sm(co1-ytiy)5-xsix，其中y=0.03-0.1，x=0.2-0.5；
该方法包括如下步骤：
(1)按照上述通式称取各元素进行配料；
(2)将配料置于熔炼炉中，炉内抽真空至少达到5×10-3pa；然后，通氦气至炉内压力为50-80kpa；升温至1300-1450℃熔化，搅拌、精炼后浇铸到水冷铜模中待用；
（3）将得到的合金铸锭破碎，装入真空甩带机中的石英管内，石英管底端喷嘴直径为0.5-0.8mm，对真空甩带机的腔体抽真空后，向腔体内充入保护气体；接通真空甩带机电源，加热熔化石英管内的合金，同时，控制石英管底端喷嘴至铜辊表面距离为1-5mm，调整真空甩带机铜辊转速，使铜辊转速为55-65m/s，将母合金熔体喷射到转动的铜辊上，得到各向异性smco5型稀土永磁材料薄带；将薄带破碎球磨成纳米颗粒；
（4）首先将2-甲基丙烯酰氯和光敏树脂以体积比1:(3-6)混合，搅拌50-80min使得两者混合均匀得到混合液，再加入上述纳米颗粒，混合液和纳米颗粒的体积比为1:(1.5-3)，并搅拌30-60min混合均匀；
（5）再加入1-3wt％的硅酸盐类分散剂，0.2-0.5wt％的引发剂过硫酸钾，继续搅拌80-100min使得料浆完全混合均匀，其中纳米颗粒占料浆体积分数的55％-65vol％，料浆粘度为500-800pa.s；
(6)将所得到的料浆装入凝胶打印机的针筒中，打印速度为15-20mm/s，每完成一层打印，喷雾装置将向打印表面喷洒一层雾状的催化剂，并且整个打印过程进行紫外灯照射；
(7)将打印所得到的坯体在70-85℃下干燥20-30h，将经过干燥的坯体在真空中900-1050℃进行烧结，烧结时间为10-20h，得到永磁材料。
本发明制备的铁基软磁复合磁芯具备以下优点：
（1）采用掺杂来调整smco5合金的成分来获得大的合金成分过冷度，并配合高速快淬工艺，获得细小晶粒尺寸的各向异性smco5；
（2）本发明将化学固化和光固化相结合，缩短固化时间，提高磁性材料的固化速度，从而提高制件的成形率，提升磁材的制备效率。
具体实施方式
实施例一
本实施例的钐钴永磁材料主体由下述组分按通式：sm(co0.97ti0.03)4.8si0.2。
按照上述通式称取各元素进行配料；将配料置于熔炼炉中，炉内抽真空至少达到5×10-3pa；然后，通氦气至炉内压力为50kpa；升温至1300℃熔化，搅拌、精炼后浇铸到水冷铜模中待用。
将得到的合金铸锭破碎，装入真空甩带机中的石英管内，石英管底端喷嘴直径为0.5mm，对真空甩带机的腔体抽真空后，向腔体内充入保护气体；接通真空甩带机电源，加热熔化石英管内的合金，同时，控制石英管底端喷嘴至铜辊表面距离为1-5mm，调整真空甩带机铜辊转速，使铜辊转速为55-65m/s，将母合金熔体喷射到转动的铜辊上，得到各向异性smco5型稀土永磁材料薄带。将薄带破碎球磨成纳米颗粒。
首先将2-甲基丙烯酰氯和光敏树脂以体积比1:3混合，搅拌50min使得两者混合均匀得到混合液，再加入上述纳米颗粒，混合液和纳米颗粒的体积比为1:1.5，并搅拌30-60min混合均匀；再加入1wt％的硅酸盐类分散剂，0.2wt％的引发剂过硫酸钾，继续搅拌80min使得料浆完全混合均匀，其中纳米颗粒占料浆体积分数的55％，料浆粘度为500a.s。
将所得到的料浆装入凝胶打印机的针筒中，打印速度为15mm/s，每完成一层打印，喷雾装置将向打印表面喷洒一层雾状的催化剂，并且整个打印过程进行紫外灯照射；将打印所得到的坯体在70℃下干燥20h，将经过干燥的坯体在真空中900℃进行烧结，烧结时间为10h，得到永磁材料。
实施例二
本实施例的钐钴永磁材料主体由下述组分按通式：sm(co0.9ti0.1)4.5si0.5。
按照上述通式称取各元素进行配料；将配料置于熔炼炉中，炉内抽真空至少达到5×10-3pa；然后，通氦气至炉内压力为80kpa；升温至1450℃熔化，搅拌、精炼后浇铸到水冷铜模中待用。
将得到的合金铸锭破碎，装入真空甩带机中的石英管内，石英管底端喷嘴直径为0.8mm，对真空甩带机的腔体抽真空后，向腔体内充入保护气体；接通真空甩带机电源，加热熔化石英管内的合金，同时，控制石英管底端喷嘴至铜辊表面距离为5mm，调整真空甩带机铜辊转速，使铜辊转速为65m/s，将母合金熔体喷射到转动的铜辊上，得到各向异性smco5型稀土永磁材料薄带。将薄带破碎球磨成纳米颗粒。
首先将2-甲基丙烯酰氯和光敏树脂以体积比1:6混合，搅拌80min使得两者混合均匀得到混合液，再加入上述纳米颗粒，混合液和纳米颗粒的体积比为1:3，并搅拌60min混合均匀；再加入3wt％的硅酸盐类分散剂，0.5wt％的引发剂过硫酸钾，继续搅拌100min使得料浆完全混合均匀，其中纳米颗粒占料浆体积分数的65vol％，料浆粘度为800pa.s。
将所得到的料浆装入凝胶打印机的针筒中，打印速度为20mm/s，每完成一层打印，喷雾装置将向打印表面喷洒一层雾状的催化剂，并且整个打印过程进行紫外灯照射；将打印所得到的坯体在85℃下干燥30h，将经过干燥的坯体在真空中1050℃进行烧结，烧结时间为20h，得到永磁材料。
比较例
将钐钴熔配为合金，将熔配好的合金放入真空室的底部有孔的石英试管中，循环三次抽真空和反充入高纯ar气；采用高频电磁方法加热熔配合金，再将ar气充入石英试管将熔融态样品吹至旋转的转轮上成合金薄带；将所得合金薄带在ar气保护下在400℃条件下保温1小时，然后随炉冷却至室温下出炉。重熔铸成永磁材料。
对相同形状和尺寸的实施例1-2及比较例的永磁材料进行磁性能测试，在25℃进行测试，（1）材料的矫顽力采用km-otypelist-koerzimeter矫顽力仪测量；（2）剩余磁化强度采用静态磁性能测量仪，以磁场为800a/m下的磁感应强度作为合金的饱和磁感应强度bs。测试结果显示：实施例1-2的矫顽力相对比较例上升10%以上，剩余磁化强度相对比较例提高12%以上。
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