Bei der Magnetfeldorientierung wird die Wechselwirkung zwischen Magnetpulver und äußerem Magnetfeld genutzt, um die leichte Magnetisierungsrichtung der Pulverpartikel so anzuordnen, dass sie mit der endgültigen Magnetisierungsrichtung des Magneten übereinstimmt. Dies ist die am häufigsten verwendete Methode zur Herstellung anisotroper Magnete. Bei der Pulveraufbereitung wird die Nd-Fe-B-Legierung in einkristalline Partikel zerlegt, die uniaxial anisotrop sind. Jedes Partikel besitzt nur eine leichte magnetische Achse – die c-Achse der Hauptphaseneinheitszelle. Das Pulver wird lose in die Form gefüllt, und die Fülldichte beträgt etwa 25%–30% der tatsächlichen Dichte. Unter Einwirkung eines äußeren Magnetfelds von über 0,8 A/m ändern diese Pulverpartikel ihre Magnetisierungsrichtung von mehrdomänen zu eindomänen Partikeln und werden rotiert oder bewegt. Die leichte Magnetisierungsrichtung wird an die Richtung des äußeren Magnetfelds angepasst.
In der industriellen Produktion werden die gängigen Pressformverfahren in zwei Kategorien unterteilt: Einmalformung und Zweimalformung.
Für die einmalige Formgebung kann eine unidirektionale Presse (der Druck beträgt im Allgemeinen 50–100 MPa, die Kompaktdichte beträgt 55%–60% der Feststoffdichte) oder eine kaltisostatische Presse (der Druck beträgt im Allgemeinen 200 MPa, die Kompaktdichte beträgt 60% der Feststoffdichte) verwendet werden.
Bei der zweistufigen Formgebung können eine Einwegpresse (der Druck beträgt im Allgemeinen 20–30 MPa, die Kompaktdichte beträgt 451 TP3T der Feststoffdichte) und eine kaltisostatische Presse (der Druck beträgt im Allgemeinen 200 MPa, die Kompaktdichte beträgt 601 TP3T der Feststoffdichte) verwendet werden.
Während des Orientierungsbildungsprozesses behält das Legierungspulver grundsätzlich die c-Achsen-Orientierung bei. Nach dem Pressen wird der Rohling entmagnetisiert (wodurch die Beschädigung der Orientierung benachbarter Partikel durch die magnetische Dipolwechselwirkung zwischen den Magnetpulverpartikeln vermieden wird) und anschließend entformt. Dadurch entsteht ein Rohling mit guter Orientierung in der leicht magnetisierbaren Richtung.
Ein Druck von bis zu 100 MPa zwingt das Magnetpulver, die Balance zwischen mechanischer und magnetischer Kraft einzuhalten. Dies führt zwangsläufig zu einer Bewegung oder Rotation der Magnetpulverpartikel, was dazu führen kann, dass die c-Achse von der Richtung des äußeren Magnetfelds abweicht und die Ausrichtung des Rohlings verringert. Daher besteht die Aufgabe des Magnetfeldbildungsprozesses darin, das Verhältnis zwischen Magnetfeldstärke und Formdruck unter der Voraussetzung der Rohlingsdichte angemessen auszubalancieren und einen möglichst hohen Orientierungsgrad zu erzielen.
Der Grad der Pulverorientierung wird auch durch die innere Reibung des Pulvers beeinflusst. Besonders gravierend ist die Auswirkung bei hoher Schüttdichte. In der Praxis werden organische Schmiermittel zur Reduzierung der inneren Reibung eingesetzt. Diese müssen jedoch vor der Sinterreaktion (üblicherweise bei ca. 200 °C) entfernt werden. Das Schmiermittel wird vollständig freigesetzt, um Oxidation oder Verkohlung des Schmiermittels und damit verbundene Leistungseinbußen des Magneten zu verhindern.
In der Praxis gibt es in der Regel drei Arten von Umformungsprozessen:
Querrichtungspressen, TDP
Axialrichtungspressen, ADP
Isostatisches Pressen, IP (beim isostatischen Pressen wird normalerweise ein flüssiges Medium verwendet, und das isostatische Pressen mit Gummi als Medium wird als isostatisches Gummipressen, RIP, bezeichnet)
Das gängigste Pressverfahren ist vertikaler DruckWie der Name schon sagt, verläuft die Magnetfeldrichtung H senkrecht zur Pressrichtung P. Parallelpressung bedeutet, dass die Magnetfeldrichtung parallel zum Formdruck verläuft. Bei isostatischer Pressung wird das Magnetpulver durch ein Medium wie eine Flüssigkeit oder eine Gummiform gleichmäßig in alle Richtungen unter Druck gesetzt. Bei gleichen Prozessparametern wie Magnetpulverfüllung, Magnetfeldstärke und Formdruck ist die Leistung des mit der isostatischen Pressmethode erzielten Magneten am höchsten, die mit der vertikalen Pressung an zweiter und die mit der parallelen Pressung am niedrigsten. Wenn der Orientierungsgrad anhand des Verhältnisses von Remanenz und Sättigungsmagnetisierung gemessen wird, beträgt RIP 941–961 TP3T, TDP 901–931 TP3T und ADP nur 861–881 TP3T, was zwischen den drei (BH) liegt. Die maximalen Unterschiede können um 16–40 kJ/m³ (2–5 MGOe) liegen. Dieser Unterschied spiegelt typischerweise die Konkurrenzbeziehung zwischen mechanischem Druck, magnetischer Dipolwechselwirkung sowie innerer und äußerer Reibung wider.
Kaltisostatisches Pressen wird häufig auch zum Nachpressen von einseitig gepressten Rohlingen eingesetzt. Bei eingeschränkter Orientierung des Magnetfeldes wird zunächst ein geringerer Druck verwendet, um den gewünschten Orientierungsgrad zu erreichen. Anschließend wird durch isostatisches Pressen die Dichte der Presslinge weiter erhöht. Der vorhandene Orientierungsgrad wird dabei nicht zerstört.