المغناطيسات الملبدة عادةً ما تُستخدم المعادن النقية أو السبائك الرئيسية كمواد خام، وتُستخدم مبدأ التسخين بالحث الكهرومغناطيسي للحقول المغناطيسية المتناوبة لتوليد تيارات إيدي في المواد الخام. تُصهر المواد الخام بالحث في الفراغ أو في بيئة غاز خامل، بحيث تُسخن وتُذاب. يُحرَّك المصهور لتجانسه. تتراوح درجة انصهار المعادن الأرضية النادرة بين 800 و1500 درجة مئوية، بينما تتراوح درجة انصهار الحديد والكوبالت بين 1536 و1495 درجة مئوية على التوالي، بينما تصل درجة انصهار البورون النقي إلى 2077 درجة مئوية. بعض المعادن ذات درجة الانصهار العالية المستخدمة كمضافات، مثل التيتانيوم والكروم والموليبدينوم والنيوبيوم، تتراوح درجة انصهارها بين 1600 و3400 درجة مئوية. ونظرًا لقمع تطاير العناصر الأرضية النادرة، عادةً ما يتم التحكم في درجة انصهارها بين 1000 و1600 درجة مئوية. يتم صهر العناصر ذات نقطة الانصهار العالية من خلال تأثير السبائك لمصهر المعادن الأرضية النادرة، أو يتم استخدام سبائك العناصر ذات نقطة الانصهار العالية (عادةً سبائك الحديد) مباشرة كمواد خام، مثل سبيكة B-Fe (نقطة الانصهار ~ 1500 درجة مئوية)، وسبائك Nb-Fe (نقطة الانصهار ~ 1600 درجة مئوية)، إلخ. من أجل ضمان بيئة منخفضة الأكسجين للصهر والصب، من الضروري تفريغ جسم فرن الصهر والصب، وتنفيس جميع الأجزاء والمواد الخام بالكامل في الفرن. يصل مستوى التفريغ عادةً إلى 10-2 ~ 10-3، وجسم الفرن يسخن. يجب أيضًا التحكم في معدل زيادة الضغط السابق (التهوية الداخلية والتسرب الخارجي) على مستوى أقل. على سبيل المثال، بالنسبة لفرن الصهر بسعة 1 طن، يجب أن يكون معدل زيادة الضغط أقل من 5 × 10-4 ~ 1 × 10-3 لتر/ثانية. يمكن للصهر الفراغي أن يُفرغ السائل المنصهر بالكامل من الغازات، ويزيل الشوائب منخفضة الغليان وعناصر الغاز الضارة، ويُحسّن نقاء السبيكة. ومع ذلك، نظرًا لانخفاض ضغط بخار المعادن الأرضية النادرة (أقل من 1 باسكال)، فإن فقدان التطاير يكون كبيرًا جدًا، لذا فهو عادةً صحيح أثناء عملية الصهر. يُملأ جسم الفرن بغاز خامل، ويزداد الضغط المحيط لقمع تطاير المعادن الأرضية النادرة. من الأنسب استخدام غاز الأرجون عالي النقاء، والذي يُشحن عادةً إلى مستوى 50 كيلو باسكال. بعد تجانس مصهور السبيكة، وانتهاء غاز العادم والخبث تمامًا، يمكن إجراء عملية الصب. تُعد عملية صب السبائك عملية بالغة الأهمية، لأن تكوين الطور والحالة البلورية والتوزيع المكاني أمور بالغة الأهمية لأداء المغناطيس المُلبّد. خضعت سبيكة السبائك لـ"كرات مدفعية" ثقيلة، و"كتب" بسمك 20 مم، و"فطائر" بسمك 5 مم. حاليًا، تطورت إلى صفائح سريعة التصلب بسُمك 0.3 مم فقط. وقد بذلت الصناعة جهودًا كبيرة لتجنب فصل المكونات وتولد الشوائب، ولتوزيع الطور الغني بالنيوديميوم بشكل عقلاني.
1. الصهر
المواد الخام الأرضية النادرة عادة ما تكون في شكل معادن نقية. غالبًا ما يتم اختيار سبائك الأرضية النادرة لأسباب تتعلق بالتكلفة، مثل معدن النيوديميوم والبراسيوديميوم، ومعدن السيريوم واللانثانوم، وسبائك الحديد الأرضية النادرة المختلطة والديسبروسيوم، وما إلى ذلك؛ مكونات عنصر نقطة الانصهار العالية (مثل: B، Mo، Nb، إلخ). تتم إضافتها في الغالب في شكل سبيكة حديدية. تتميز مغناطيسات Nd-Fe-B بخصائص الطور متعدد المعادن. الطور الغني بالنيوديميوم هو شرط ضروري للإكراه العالي، ويجب أن يتعايش الطور الغني بالبورون أيضًا. لذلك، عادةً ما يكون مطلوبًا أن تكون نسبة الأرض النادرة والبورون في الصيغة الأصلية أعلى من المكونات الإيجابية لـ R2Fe14B، ولكن في بعض الأحيان من أجل ضبط تكوين طور حدود الحبوب (خاصة عند إضافة Cu و Al و Ga)، قد يكون محتوى البورون أقل قليلاً من المكون الطبيعي. بسبب تفاعل المعادن الأرضية النادرة مع مواد البوتقة، بالإضافة إلى تطاير الصهر والتلبيد، يجب مراعاة فقدان بعض المعادن الأرضية النادرة عند الصياغة. لتقليل نسبة الشوائب في السبيكة، يجب التحكم بدقة في نقاء المواد الخام، وإزالة طبقة الأكسيد والملحقات السطحية تمامًا. مصدر الحرارة في صهر الحث بالترددات المتوسطة والمنخفضة هو التيار الدوامي المُستحث الناتج عن المجال المغناطيسي المتردد في المادة الخام. يتسبب تأثير التيار الدوامي في تركيز التيار على سطح المادة الخام. إذا كان حجم كتلة المادة الخام كبيرًا جدًا، فلن يتمكن التيار الدوامي من النفاذ إلى مركزها. إن إمكانية صهر القلب بالتوصيل الحراري غير واقعية في الإنتاج الفعلي، لذلك يجب تعديل حجم المادة الخام وفقًا لاختيار التردد، ويجب التحكم فيه عند 3 إلى 6 أضعاف عمق القشرة. يوضح الشكل أدناه العلاقة بين تردد الطاقة وعمق القشرة وحجم المادة الخام. يمكن ملاحظة أنه كلما زاد التردد، كلما كان تأثير الجلد أكثر أهمية وكان حجم المادة الخام أصغر.
يخضع اختيار تردد الصهر لوظيفة مهمة أخرى من وظائف الصهر الحثي، وهي التحريك الكهرومغناطيسي، الذي يستخدم تفاعل القوة بين المعدن المنصهر والمجال المغناطيسي المتناوب لتعزيز ذوبان المواد الصلبة غير المنصهرة وتجانس المعدن المنصهر. يتناسب حجم التردد عكسيًا مع الجذر التربيعي لتردد التيار. التردد العالي جدًا يُضعف تأثير التحريك الكهرومغناطيسي لمصدر الطاقة المتناوب. يتراوح نطاق التردد المستخدم في الإنتاج الفعلي بين 1000 و2500 هرتز، ويجب التحكم في حجم المادة الخام بحيث لا يتجاوز 100 مم.
يجب أن يأخذ تكديس المواد الخام في البوتقة في الاعتبار المجال المغناطيسي المستحث والتوزيع المكاني لدرجة الحرارة أثناء عملية الصهر. عادةً ما يتم لف ملف الحث على الجانب الخارجي من البوتقة. يحتوي الجانب الداخلي من البوتقة على أقوى مجال مغناطيسي ويضعف تدريجيًا نحو المركز، ولكن الجانب والجزء السفلي والجانب العلوي من البوتقة الفتحة هي الطريقة الرئيسية لهروب الحرارة، وبالتالي تكون درجة حرارة الجانب السفلي من البوتقة في المنتصف، ودرجة الحرارة في منتصف السطحين العلوي والسفلي منخفضة، ودرجة الحرارة في المنتصف هي الأعلى. لذلك، يُنصح بوضع قطع صغيرة من المواد ذات نقطة الانصهار المنخفضة بكثافة في قاع الإناء عند الشحن؛ ووضع المواد ذات نقطة الانصهار العالية والمواد السائبة في الأجزاء الوسطى والسفلى؛ ووضع قطع كبيرة من المواد ذات نقطة الانصهار المنخفضة في الجزء العلوي وتكون أكثر مرونة لمنع الجسر. في الوقت الحاضر، تم اعتماد تقنية الصب بالصهر المستمر على نطاق واسع. تتم إضافة المواد الخام تدريجيًا إلى البوتقة عند درجة حرارة عالية من خلال غرفة التغذية. للتحكم في تطاير المواد الأرضية النادرة، عادة ما يضاف الحديد النقي إلى المصهور أولاً، ثم تتم إضافة المعادن أو السبائك ذات نقطة الانصهار العالية بالتتابع، ويتم إضافة المعادن الأرضية النادرة أخيرًا.
2. الصب
تُشكّل سبائك العناصر الأرضية النادرة الثنائية أو الثلاثية بالضرورة طوري α-Co أو α-Fe في ظروف تبريد بطيئة (قريبة من التوازن). ستُلحق خصائصها المغناطيسية اللينة في درجة حرارة الغرفة ضررًا بالغًا بالخصائص المغناطيسية الدائمة للمغناطيس، ويجب تبريدها بسرعة لمنع تكوّنها.
لتحقيق تأثير الإخماد المطلوب، دأبت تقنية صب السبائك التقليدية على تقليل سمك سبيكة السبائك. ومن مزايا صب السبائك انخفاض تكلفة المعدات وسهولة التشغيل، مما يُلبي متطلبات الإنتاج العامة للمغناطيس. أما عيبها، فهو عدم تساوي حجم حبيبات البلورة، وكثرة ترسب أطوار α-Co أو α-Fe. وتساعد المعالجة الحرارية طويلة الأمد لسبيكة السبائك عند درجة حرارة أقل من درجة انصهارها على التخلص من طور α-Co أو α-Fe، ولكنها ستؤدي إلى تراكم الطور الغني بالنيوديميوم، مما لا يُسهم في التوزيع الأمثل لطور حدود حبيبات المغناطيس المُلبَّد.
من أجل تقليل سمك سبائك السبائك بشكل أكبر، تم تطوير هيكل "مكشطة قرصية" يشبه الفطيرة لجعل سمك السبيكة يصل إلى حوالي 1 سم. ومع ذلك، فإن زيادة مساحة السبيكة جلبت الكثير من المتاعب لجمع المواد في فرن الصهر ذي السعة الكبيرة. . مسار تطوير التكنولوجيا الفعال الآخر هو العكس. بدءًا من معدل التبريد العالي للغاية لإعداد سبائك Nd-Fe-B سريعة الإخماد، حاول تقليل معدل التبريد لإعداد سبائك بلورية سريعة التبريد، والتي تسمى الشرائط. ظهرت تقنية الصب أو صب الشرائط (صب الشرائط أو SC). إنها صب السبائك المنصهرة على عجلة معدنية دوارة سريعة التبريد بالماء من خلال حوض توجيه للحصول على سمك مثالي يتراوح بين 0.2 و 0.6 مم، وتكوين الطور ورقائق السبائك الملمس. في بنية السبائك لصب الشريط، يؤدي التوزيع المنتظم للمرحلة الغنية بالنيوديميوم وقمع α-Fe إلى تقليل محتوى الأرض النادرة الإجمالي، وهو أمر مفيد للحصول على مغناطيسات عالية الأداء وتقليل تكلفة المغناطيس؛ العيب هو أن الكسر الحجمي للمرحلة الغنية بالنيوديميوم ينخفض بالمقارنة مع المغناطيس المنتج بواسطة صب قالب السبائك، تزداد هشاشة المغناطيس، وتزداد صعوبة المعالجة اللاحقة.