Magnesy spiekane zwykle wykorzystują jako surowce czyste metale lub stopy pośrednie. Wykorzystują zasadę nagrzewania indukcyjnego elektromagnetycznego zmiennego pola magnetycznego do generowania prądów wirowych w surowcach. Surowce są wytapiane poprzez indukcję średniej i niskiej częstotliwości w próżni lub środowisku gazu obojętnego, dzięki czemu surowce są podgrzewane i topione. Stop miesza się w celu ujednorodnienia. Temperatury topnienia metali ziem rzadkich wynoszą od 800 do 1500 stopni, Fe i Co wynoszą odpowiednio 1536 i 1495 stopni, a czystego B aż do 2077 stopni. Temperatury topnienia niektórych metali o wysokiej temperaturze topnienia stosowanych jako dodatki, takich jak Ti, Cr, Mo lub Nb, wynoszą 1600 ~ 3400 stopni. Biorąc pod uwagę tłumienie ulatniania się pierwiastków ziem rzadkich, temperatura topnienia jest zwykle kontrolowana na poziomie 1000 ~ 1600 stopni. Pierwiastki o wysokiej temperaturze topnienia topi się przez stapianie stopionego metalu ziem rzadkich lub stopy pierwiastków o wysokiej temperaturze topnienia (zwykle stopy żelaza) są bezpośrednio stosowane jako surowce, takie jak B-Fe (temperatura topnienia ~ 1500 stopni), stop Nb-Fe (temperatura topnienia ~1600 stopni) itp. Aby zapewnić środowisko o niskiej zawartości tlenu do wytapiania i odlewania, konieczne jest opróżnienie korpusów pieca do topienia i odlewania oraz całkowite spuszczenie powietrza z komponentów i surowców w piec. Poziom podciśnienia zwykle osiąga 10-2~10-3.
Korpus pieca jest podgrzewany. Szybkość wzrostu ciśnienia (wewnętrzne uwalnianie gazu i zewnętrzny wyciek powietrza) również należy kontrolować na niskim poziomie. Przykładowo dla pieca do wytapiania o wydajności 1t szybkość wzrostu ciśnienia powinna być mniejsza niż 5×10-4~1×10-3 L/s. Wytapianie próżniowe może całkowicie opróżnić stopioną ciecz, usunąć niskowrzące zanieczyszczenia i szkodliwe pierwiastki gazowe oraz poprawić czystość stopu. Jednakże, ponieważ prężność par metali ziem rzadkich jest bardzo niska (poniżej 1 Pa), straty w wyniku ulatniania są bardzo znaczne, dlatego zwykle stosuje się je podczas procesu wytapiania. Korpus pieca jest wypełniony gazem obojętnym w celu zwiększenia ciśnienia powietrza otoczenia i powstrzymania ulatniania się pierwiastków ziem rzadkich. Wygodniej jest używać argonu o wysokiej czystości, który zazwyczaj jest napełniony do poziomu 50kPa. Po homogenizacji stopu, odpowietrzeniu i całkowitym zakończeniu żużlowania można rozpocząć odlewanie. Odlewanie stopu jest procesem bardzo krytycznym, ponieważ skład, stan krystalizacji i rozkład przestrzenny faz mają kluczowe znaczenie dla wydajności spiekanego magnesu. Wlewek ze stopu doświadczył ciężkich „kuli armatnich”, „książek” o grubości 20 mm i „naleśników” o grubości 5 mm. „Obecnie rozwinął się w szybko wiążące płatki o grubości zaledwie 0,3 mm. Znawcy branży poczynili różne wysiłki, aby uniknąć segregacji składników oraz wytwarzanie faz zanieczyszczających i rozsądne rozprowadzanie faz bogatych w neodym.
1. Wytapianie
Surowce ziem rzadkich zwykle mają postać czystych metali, a stopy metali ziem rzadkich są często wybierane ze względu na koszty, takie jak prazeodym i neodym metaliczny, lantan i cer metaliczny, mieszane metale ziem rzadkich i żelazostopy dysprozu itp.; składniki pierwiastków o wysokiej temperaturze topnienia (takie jak: B, Mo, Nb itp.) Dodawane są najczęściej w postaci żelazostopów. Magnesy Nd-Fe-B mają cechy faz wielometalicznych. Faza bogata w Nd jest warunkiem koniecznym wysokiej koercji, faza bogata w B również musi współistnieć. Dlatego też pierwiastki ziem rzadkich i B w oryginalnym wzorze zwykle muszą być wyższe niż dodatnie składniki R2Fe14B, ale czasami w celu dostosowania składu fazy granicznej ziaren (szczególnie po dodaniu Cu, Al i Ga) B zawartość jest nieco niższa niż składnika dodatniego. Ze względu na reakcję metali ziem rzadkich z materiałami tygla oraz ulatnianie się podczas wytapiania i spiekania, podczas formułowania należy uwzględnić pewną ilość strat metali ziem rzadkich. Aby zmniejszyć zawartość zanieczyszczeń w stopie, należy ściśle kontrolować czystość surowców, a warstwę tlenku i przyłącza na powierzchni należy całkowicie usunąć. Źródłem ciepła topienia indukcyjnego średniej i niskiej częstotliwości jest indukowany prąd wirowy powstający w surowcu pod wpływem zmiennego pola magnetycznego. Efekt naskórkowy prądu wirowego powoduje, że prąd koncentruje się na powierzchni surowca. Jeśli rozmiar bloku surowca jest zbyt duży, prąd wirowy nie może przeniknąć do środka bloku i jedynie rdzeń może zostać stopiony w wyniku przewodzenia ciepła, co jest bardzo nierealne w rzeczywistej produkcji. Dlatego wielkość surowca musi być dostosowana do wybranej częstotliwości i kontrolowana do 3 do 6-krotności głębokości skóry. Poniższy rysunek pokazuje zależność pomiędzy częstotliwością zasilania, głębokością pokrycia i wielkością surowca. Można zauważyć, że im wyższa częstotliwość, tym silniejszy jest efekt naskórkowania i tym mniejszy jest wymagany rozmiar surowca.
| Częstotliwość zasilania/Hz | 50 | 150 | 1000 | 2500 | 4000 | 8000 |
| Głębokość skóry/mm | 73 | 42 | 16 | 10 | 8 | 6 |
| Optymalny rozmiar surowca/mm | 220-440 | 125-250 | 50-100 | 30-60 | 25-50 | 15-35 |
Wybór częstotliwości topienia podlega innej ważnej funkcji topienia indukcyjnego - mieszaniu elektromagnetycznemu, które wykorzystuje oddziaływanie siły pomiędzy roztopionym metalem a zmiennym polem magnetycznym w celu wspomagania topienia niestopionych ciał stałych i homogenizacji stopionego metalu. Siła elektromagnetyczna Wielkość jest odwrotnie proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego z częstotliwości prądu. Zbyt wysoka częstotliwość osłabi efekt mieszania elektromagnetycznego źródła prądu przemiennego. Pasmo częstotliwości stosowane w rzeczywistej produkcji wynosi około 1000 ~ 2500 Hz, a wielkość surowca należy kontrolować poniżej 100 mm.
Układanie surowców w tyglu musi uwzględniać rozkład przestrzenny indukowanego pola magnetycznego i temperatury podczas procesu topienia. Zwykle cewka indukcyjna jest nawinięta na zewnątrz tygla. Pole magnetyczne jest najsilniejsze wewnątrz tygla i stopniowo słabnie w kierunku środka, ale boki, dno i góra tygla Otwór jest główną drogą ucieczki ciepła, dlatego temperatura dolnej strony tygla znajduje się pośrodku, temperatura górnej warstwy i środka dna jest niższa, a temperatura środkowej części jest najwyższa. Dlatego podczas załadunku zaleca się gęste układanie małych kawałków materiałów o niskiej temperaturze topnienia na dnie tygla; materiały o wysokiej temperaturze topnienia i duże kawałki materiałów należy umieszczać w środkowej i dolnej części; duże kawałki materiałów o niskiej temperaturze topnienia należy umieścić w górnej części i luzem, aby zapobiec zbrylaniu się. Obecnie szeroko stosowana jest technologia ciągłego wytapiania i odlewania. Surowce są w sposób ciągły dodawane do tygla w wysokich temperaturach poprzez komorę załadowczą. Aby kontrolować ulatnianie się metali ziem rzadkich, zwykle najpierw dodaje się czyste żelazo w celu jego stopienia, następnie kolejno dodaje się metale lub stopy o wysokiej temperaturze topnienia, a na koniec dodaje się pierwiastki ziem rzadkich.
2. Odlew
Stopy binarne lub trójskładnikowe ziem rzadkich nieuchronnie wytwarzają fazy -Co lub -Fe w warunkach powolnego (w pobliżu równowagi) chłodzenia. Ich miękkie właściwości magnetyczne w temperaturze pokojowej poważnie zniszczą właściwości magnesów trwałych i należy je szybko schłodzić, aby zapobiec ich tworzeniu.
Aby osiągnąć wymagany efekt szybkiego chłodzenia, tradycyjna technologia odlewania wlewków pracuje nad zmniejszeniem grubości wlewka stopowego. Zaletami odlewania wlewków są niski koszt sprzętu, prosta obsługa i możliwość spełnienia ogólnych wymagań dotyczących produkcji magnesów. Wadą jest to, że wielkość ziaren jest nierówna i często wytrącają się fazy -Co lub -Fe. Długotrwała obróbka cieplna wlewków stopowych w temperaturach poniżej temperatury topnienia stopu może pomóc w wyeliminowaniu fazy -Co lub -Fe, jednak spowoduje akumulację faz bogatych w Nd, co nie sprzyja optymalnemu rozkładowi ziarna fazy graniczne w magnesach spiekanych.
Aby jeszcze bardziej zmniejszyć grubość wlewka stopu, opracowano strukturę „tarczowo-skrobkową” przypominającą smarowanie naleśnika, dzięki czemu grubość stopu sięga około 1 cm. Jednakże zwiększenie obszaru stopów spowodowało wiele problemów przy odbiorze pieców do wytapiania o dużej wydajności. . Inna skuteczna ścieżka rozwoju technologii biegnie w odwrotnym kierunku, zaczynając od niezwykle dużej szybkości chłodzenia w celu przygotowania szybko hartujących się stopów Nd-Fe-B, a kończąc na próbie zmniejszenia szybkości chłodzenia w celu otrzymania szybko stygnących stopów krystalicznych, które nazywane są paskami. powstała technologia odlewania lub szybkowiążących płatków (odlewanie taśmowe lub SC). Wlewa stopiony stop przez rynnę dywersyjną na szybko obracające się, chłodzone wodą metalowe koło, aby uzyskać grubość 0,2~0,6 mm, idealny skład fazowy i teksturę. Płatki stopowe. W strukturze stopu odlewanego taśmowo równomierny rozkład fazy bogatej w Nd i tłumienie -Fe zmniejszają całkowitą zawartość pierwiastków ziem rzadkich, co jest korzystne dla uzyskania magnesów o wysokiej wydajności i zmniejszenia kosztów magnesów; wadą jest to, że ze względu na zmniejszenie udziału objętościowego fazy bogatej w Nd, w porównaniu z magnesami wytwarzanymi metodą odlewania wlewnic, zwiększa się kruchość magnesów, a obróbka końcowa staje się trudniejsza.
