本发明涉及一种电解法制备稀土合金的方法，特别用于制备钕或钕镨基重稀土合金。 目前，重稀土金属的制备方法有金属热还原和还原-蒸馏两种，但工艺复杂，成本高，不能连续生产。为了获得廉价Nb-Fe-B磁体用原料，相继出现了一些关于制备Dy-Fe、Dy-Nd合金的生产方法，如欧洲专利EP0229516A，但其合金成份无法控制。中国专利申请CN1040399A提出了一种生产Dy-Nd合金的制备方法及其装置，是在NdF3、DyF3、LiF和BaF2组成的氟化物熔盐中，在1050～1150℃的电解温度下，阴极电流密度近10A/cm2，以稀土氧化物为原料制备了Dy含量3～10%，碳含量0.11%的Dy-Nd合金。这种合金就其镝含量来说，可用于直接配Dy含量不大于3.3%的Nd-Dy-Fe-B永磁体，对于由于磁性能要求添加Dy含量高于3.3%的永磁体，不能满足直接配制永磁合金的要求，需另外加入价格较高的金属Dy，这样就失去了制备Dy-Nd合金的意义，就合金质量而言，由于原料Nd及含Nd合金中非稀土杂质尤其是碳对Nd-Fe-B磁体矫顽力影响极大，为此，磁性材料厂家要求作为磁体原料的Nd合金碳含量低于0.05%，这样已有技术得到的碳含量0.11%的Dy-Nd合金就不能满足制备Nd-Dy-Fe-B永磁体的原料质量要求，将严重影响磁体的性能。
本发明的目的是得到一种制备含碳量低、重稀土合金量高的Nd或PrNd基重稀土合金的方法。
为实现上述目地，本发明是这样实现的：
熔融电解质由氟化物组成，其中基体金属氟化物为40～89wt%，重稀土氟化物为1～40wt%，电解时的阴极电流密度为6～20A/cm2，阳极电流密度为0.1～1.5A/cm2，电解温度为980～1100℃，连续加入氧化物，该氧化物中重稀土氧化物为10～35wt%，基体金属氧化物为65～90wt%
当上述重稀土合金为钕基重稀土合金时，熔融电解质为（wt%）：氟化钕40～89，重稀土氟化物1～40，氟化锂10～15，氟化钙0～15，电解温度为1030～1100℃。
当所述重稀土合金为镨钕基重稀土合金时，熔融电解质为（wt%）：钕镨氟化物40～89，重稀土氟化物1～40，氟化钙0～15，电解温度为980～1100℃，电解过程中加入氧化物，其中重稀土氧化物为10～35，钕镨氧化物占65～90%。
上述重稀土金属指Dy、Ho、Tb、Er中的一种。
下面对本发明做进一步详述。
本发明选择了氟化物电解质体质，电解质中氟化锂为10～50wt%，氟化钕（或钕镨氟化物）为40～89wt%，重稀土氟化物1～40wt%，还可增加0～15wt%的氟化钙。
其中，氟化锂可降低电解质的初晶温度，增加电解质的电导，当含量小于10wt%时，初晶温度升高，粘度增大不利于合金的制备，超过50wt%则合金收率低，且所获得合金中不纯物理的含量也有所增高。
加入0～15Wt%的氟化钙可降低氟化物电解质的熔点。
与现有技术相比，本发明的熔融电解质体系中不含有氟化钡BaF2，这样可使产品合金中碳含量大大降低，这是因为：在较高温度下，添加有BaF2的电解质能与电解过程产生的阳极气体反应生成碳化钡，碳化钡又将碳传递给合金，使合金中碳含量增加。
在电解质中，重稀土氟化物的添加量与电解原料中重稀土氧化物比例有关，电解原料中重稀土氧化物高于电解质中相应氟化物所占比例较多时，不能被还原，这不仅不能制备预定含量的重稀土合金，还会使未溶解氧化物混入生成合金中。
本发明中电解过程的顺利进行主要取决于电解温度，电解温度过低，电解过程无法正常进行，电解温度过高则所制备的合金容易与电解槽衬材料、阳极及合金接收器作用，使合金污染严重，造成合金制备过程合金收率低，因此，电解过程中尽可能采用较低的电解温度，以确保产品质量及技术经济指标。根据上述原则，在制备钕基重稀土合金时采用1030-1100℃的电解温度，在制备钕镨基重稀土合金时电密度为6-20A/cm2，阳极电流密度为0.1-1.5A/cm2。在满足上述操作条件情况下，制备重稀土含量较低的合金，采用较低的阴极电流密度电解效果好;制备重稀土含量较高的合金，采用较高的阴极电流密度较理想，这时阴极表面局部温度要高于槽中电解质的温度，这不仅有利于合金制备，还可有效地降低电解质的温度即降低电解温度。
由于阴极电流密度较高，在相同的电解槽中阳极电流密度也较高，本发明中阳极电流密度可达1-1.5A/cm2，而已有技术中一般认为阳极电流密度必须小于1A/cm2，否则将产生明显的阳极效应，而本发明的阳极电流密度大于1A/cm2未产生阳极效应，这样在同一电解槽中可以在较高电流密度下操作，使电流可通至最大极限达到同一电解槽，由于通电流量增大而强化了生产过程。
具体地讲，当本发明制备的重稀土合金为镝钕合金时，电解质为氟化钕、氟化镝和氟化锂，阴极电流密度为11-20A/cm2，最佳值为13-15A/cm2，电解物质为氧化镝11-19%，氧化钕89-91%的氧化物，与现有技术相比，本发明由于采用了较高的阴极电流密度，使阴极局部温度升高，才能在与现有技术相近的温度下制备镝含量较高的钕镝合金。如果采用与现有技术相近的电流密度则不可能制备出本发明镝含量的钕镝合金的，这是因为镝含量高导致合金熔点升高所致，阳极将出现固态沉积钕镝合金并长大，最终导致阴阳极连接电解过程不能进行下去。
与现有技术相比，本发明的熔融电解质中由于不含有BaF2，这样可使得产品重稀土合金中碳含量大大降低，如在Dy-Nd合金中碳含量由0.11%下降到0.05%以下，同时本发明采用较高的阴极电流密度由已有技术的10A/cm2以下提高到11-20A/cm2，使阴极局部温度提高，这样在相近的电解温度下制备出重稀土含量高得多的合金，如Dy-Nd合金中，Dy含量由2-10%提高到11-15%。这样，在上述本发明的范围内，通过任意改变电解质组成、阴、阳极电流密度、电解温度及加料比例即可制备出含量低、重稀土含量最高可达35%的钕或钕镨基重稀土合金。
下面介绍本发明的实施例：
实施例1
石墨坩埚为盛电解质容器并作阳极，其内径10cm深15cm，电解质为氟化钕70%、氟化铽16%、氟化锂14%、阴极电流密度7-12A/cm2，电解温度1040℃，电解过程加入氧化钕228克、氧化铽44克，电流160安培，阳极为φ0.8cm钨棒，电压7伏，电解时间2小时，制得Nd-Tb合金221克，Tb含量为14.7%，合金中碳含量0.036%。
实施例2
同样采用上述石墨坩埚为盛电解质容器，并作阳极，电解质NdF365%、DyF318%，LiF18%，阳极电流密度11-17A/cm2，电解温度1050℃，阴极为φ0.8cm钼棒，电解过程加入Nd2O3262克，Dy2O358克，电压7.3伏，电解时间1.5小时，制得含镝为17.9%的Nd-Dy合金257克，合金含碳量为0.03%。
实施例3
电解槽同上，电解质为钕镨氟化物60%，氟化镝20%，氟化锂20%，电解电流100安培，电压6.5伏，电解温度990℃，阴极电流密度7A/cm2，阴极钼棒φ0.8cm，电解过程加入300克钕镨氧化物，40克氧化镝，电解时间2.5小时，制得含镝为11.2%的钕镨合金271.5克，合金含量碳量0.026%。
实施例4
电解槽同上，电解质氟化铒15%，氟化钕67%，氟化锂18%，电解电流100安培，阴极φ0.8cm钼棒，阴极电流密度为13A/cm2，电解温度1040℃，电压6.9伏，电解时间1小时，电解过程加入氧化钕156克，氧化铒28克，制得钕铒合金136.4克，合金含铒12.3%，合金含碳0.034%。
实施例5
电解槽同上，电解质氟化钬10%，氟化钕70%，氟化锂20%，电解电流100安培，阴极为φ0.8cm钼棒，阴极电流密度12A/cm2，电解温度1040℃，电压6.7伏，电解时间1小时，电解过程加入氧化钕150克，氧化钬20克，制得钕钬合金125克，含钬8.25%，合金含碳0.043%。
实施例6
电解槽同上，电解质为钕镨氟化物70%，钬铒氟化物15%，氟化锂15%，电解电流120安培，阴极为φ10cm钼棒，阴极电流密度12A/cm2，电解温度1040℃，电压6.5-6.9伏，电解过程加入302克钕镨氧化物，钬铒氧化物35克，电解时间2小时，制得含钬铒9.1%钕镨-钬铒合金254.1克，合金含碳0.029%。