Formowanie orientacji pola magnetycznego wykorzystuje interakcję między proszkiem magnetycznym a zewnętrznym polem magnetycznym w celu ułożenia kierunków łatwego namagnesowania cząstek proszku tak, aby były one zgodne z końcowym kierunkiem namagnesowania magnesu. Jest to najczęściej stosowana metoda otrzymywania magnesów anizotropowych. Proces przygotowania proszku rozbija stop Nd-Fe-B na cząstki monokryształów, które są jednoosiowo anizotropowe. Każda cząstka ma tylko jedną łatwą oś magnetyczną – oś c komórki elementarnej fazy głównej. Proszek jest luźno wsypywany do formy. Gęstość wypełnienia wynosi około 25%-30% gęstości rzeczywistej. Pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego o wartości powyżej 0,8 A/m te cząstki proszku zmieniają się z wielodomenowych w jednodomenowe i są obracane lub przemieszczane. Kierunek łatwego magnesowania dostosowany jest do kierunku zewnętrznego pola magnetycznego.
W produkcji przemysłowej obecne metody tłoczenia dzielą się na dwie kategorie: formowanie jednorazowe i formowanie dwukrotne.
Do jednorazowego formowania można zastosować prasę jednokierunkową (ciśnienie wynosi zazwyczaj 50-100MPa, gęstość surowej wypraski wynosi 55%-60% gęstości ciała stałego) lub prasę izostatyczną na zimno (ciśnienie wynosi zazwyczaj 200 MPa, gęstość surowej wypraski wynosi 60% gęstości ciała stałego) ).
W dwuetapowym formowaniu można zastosować prasę jednokierunkową (ciśnienie wynosi zazwyczaj 20-30 MPa, gęstość surowej wypraski wynosi 45% gęstości substancji stałych) oraz zimną prasę izostatyczną (ciśnienie wynosi zazwyczaj 200 MPa, gęstość surowej wypraski wynosi 60% substancji stałych gęstość) .
Podczas procesu formowania orientacji proszek stopowy zasadniczo zachowuje układ orientacji osi c. Po zakończeniu prasowania półfabrykat jest rozmagnesowywany (aby wyeliminować uszkodzenie orientacji sąsiednich cząstek spowodowane oddziaływaniem dipola magnetycznego pomiędzy cząsteczkami proszku magnetycznego), a następnie rozformowany. Można uzyskać półfabrykat o dobrej orientacji w kierunku łatwego namagnesowania.
Ciśnienia tak wysokie, jak 100 MPa zmuszą proszek magnetyczny do przestrzegania warunków równowagi siły mechanicznej i siły magnetycznej, co nieuchronnie spowoduje ruch lub rotację cząstek proszku magnetycznego, co może spowodować odchylenie osi c od kierunku zewnętrzne pole magnetyczne i zmniejszyć orientację półwyrobu. Dlatego proces formowania pola magnetycznego polega na rozsądnym zrównoważeniu zależności pomiędzy natężeniem pola magnetycznego a ciśnieniem formowania przy założeniu osiągnięcia gęstości półwyrobu w celu uzyskania możliwie najwyższego stopnia orientacji.
Na stopień orientacji proszku wpływa także tarcie wewnętrzne proszku. Uderzenie jest szczególnie poważne, gdy gęstość nasypowa jest duża. W rzeczywistej produkcji stosuje się smary organiczne w celu zmniejszenia tarcia wewnętrznego, ale należy je usunąć przed wystąpieniem reakcji spiekania (zwykle około 200 stopni). Smar zostaje całkowicie uwolniony, aby zapobiec utlenianiu lub karbonizacji smaru, co mogłoby zmniejszyć skuteczność magnesu.
W rzeczywistej produkcji występują zazwyczaj trzy rodzaje procesów formowania:
Naciskanie w kierunku poprzecznym, TDP
Naciskanie w kierunku osiowym, ADP
Prasowanie izostatyczne Prasowanie izostatyczne, IP (prasowanie izostatyczne zwykle wykorzystuje płynne medium, a prasowanie izostatyczne przy użyciu gumy, ponieważ medium nazywa się formowaniem gumy Gumowe prasowanie izostatyczne, RIP)
Najczęstsze z nich to prasowanie pionowe, co oznacza, że kierunek pola magnetycznego H jest prostopadły do kierunku prasowania P; prasowanie równoległe oznacza, że kierunek pola magnetycznego jest równoległy do ciśnienia formującego; a prasowanie izostatyczne wywiera równomierny nacisk na proszek magnetyczny we wszystkich kierunkach za pośrednictwem ośrodka, takiego jak ciecz lub gumowa forma. . Gdy parametry procesu, takie jak wypełnienie proszkiem magnetycznym, natężenie pola magnetycznego i ciśnienie formowania są takie same, wydajność magnesu uzyskana przez prasowanie izostatyczne jest najwyższa, następnie prasowanie pionowe, a prasowanie równoległe jest najniższe. Jeśli stopień orientacji mierzy się stosunkiem remanencji i namagnesowania nasycenia, RIP wynosi aż 94% ~ 96%, TDP wynosi 90% ~ 93%, a ADP wynosi tylko 86% ~ 88%, pomiędzy maks. trzy (BH) mogą różnić się o 16~40kJ/m3 (2~5MGOe). Różnica ta zazwyczaj odzwierciedla konkurencyjną zależność pomiędzy ciśnieniem mechanicznym, interakcją dipola magnetycznego oraz wewnętrznymi i zewnętrznymi siłami tarcia.
Prasowanie izostatyczne na zimno jest również często stosowane do wtórnego zwiększania ciśnienia jednokierunkowo prasowanych półfabrykatów. Gdy orientacjowe pole magnetyczne jest ograniczone, w pierwszej kolejności stosuje się niższe ciśnienie w celu uzyskania odpowiedniego stopnia orientacji, a następnie stosuje się prasowanie izostatyczne w celu dalszego zwiększenia gęstości wypraski. Nie niszcz istniejących poziomów orientacji.
