磁性材料的生產制造及美妝中的應用 by 寧波龍艦磁業

主講人：楊小姐&陰工 龍艦磁業 

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HUFU.CLUB后記：本課堂給大家普及磁鐵知識及美妝中的應用，謝謝寧波龍艦磁業楊小姐及陰工的支持。

  這個世界沒有陌生的人，只有還沒有來得及認識的朋友。據說，真誠的友誼都是來自不斷地自我介紹?，F在，請允許我自我介紹一下，我是陰工，目前擔任寧波龍艦磁業的工程技術。很高興今天能有這樣的機會與各位交流分享美妝磁鐵的知識，同時也很榮幸能代表寧波龍艦磁業與各位共同學習，共同進步。

當今時代，物質飛速擴張，生活水平顯著提高，與此同時人們看待事物和對事物的追求也有了更高層次的變化。就美妝行業來講，以前的美妝注重的是使用效果，效果好口碑自然就好，現如今美妝已不僅僅局限于使用效果好，同時你必須得具備吸引消費者的看點。

在磁鐵加入美妝之后，對美妝的質感、手感產生影響，也為消費者帶來不一樣的“體驗”。當下“你不僅要有一個浮夸的外貌，同樣你也需要有一個有趣的靈魂?！贝盆F之于包材猶如靈魂之于軀殼，它的加入，無疑使得我們美妝更加“高端大氣上檔次?！蹦敲创盆F它到底是怎么做出來的，如何從粗糙到精細的，又有哪些因素影響了它的磁性能，磁鐵價格是如何變化的？就以下三個部分：龍艦磁業的簡介、磁鐵的制程以及美妝上的磁鐵與大家一一探討解惑。在介紹磁鐵之前，請先允許我帶大家“走進”寧波龍艦磁業。

 寧波市龍艦磁業是一家專門從事磁性材料行業生產、制造和技術開發的企業，我們擁有先進的工藝技術和生產設備以及嚴格的管理，相關磁力技術人員更是從事磁鐵行業工作數十年，這些都是我們服務客戶強有力的保障。根據客戶不同的需求，公司制定不同的生產方案，最終實現給客戶更便捷的服務，更節約的成本和最穩定的磁性產品。目前我們寧波市龍艦磁業有限公司的產品已廣泛應用于各類電機、喇叭、VCM馬達（音圈馬達）、展示器材、美妝口紅、粉底盒、手機、筆記本等領域。公司自創立以來一直堅持“品質、完美、創新”的經營理念，秉承“讓最廣大的客戶滿意”的宗旨。

呈現在我們眼前的是龍艦磁業生產車間的一角，左邊設備是切片機，我們龍艦磁業的切片機有數百臺，機器設備優良，生產工人經驗豐富。右邊是我們的辦公區域，辦公區域干凈整潔，車間的無塵室也在計劃當中，已經在開始落實。我們擁有這么好的硬件這么好的環境，那我們又擁有怎樣的“守門員”呢？顧名思義也就是我們的磁性能檢測設備。

首先是耐高溫烤箱，我們也知道溫度和磁性的關系，那就是“冤家路窄”，溫度它會改變一部分磁性能，我們通過耐高溫烤箱實驗記錄，再經過計算機的計算和曲線圖的繪制，從而得出溫度與磁性的關系。右邊是磁場測量儀，儀器是我們從國外進口的，也是為了保證我們測試數據的準確性，致力于更好地為客戶提供最準確最真實的報告。在同時擁有優良的生產設備、精密的檢驗設備和經驗豐富的工作人員，我們龍艦又能做出怎樣一個高精密的成品呢？接下來我們進行一些樣例展示。

映入眼簾的是一張圖紙，這張圖紙是我們眾多精密成品當中的一款，乍眼一看，長度5.5mm，寬度1.1mm，厚度是0.35mm，大多數人會覺得生產這樣的磁條應該沒什么難度。其實不然，我們仔細觀察會發現，圖紙標注的每一個尺寸都是相當的苛刻，它的R角是R0.05，長度和寬度的公差是正0負5個絲，如果對半來講就是正負2.5個絲。我們再來看看厚度0.35這個方向，它是正0負3個絲，而且我們折對下來之后公差就是正負1.5個絲。這么薄長寬比例失調的情況下它要求公差是正負1.5個絲，可以說它的要求是相當苛刻的。而且我們在另外一邊還要做磁性極的劃分，那也就是我們精密產品中的一款。

那我們這么多精密產品，還有哪些其他款呢，一起看看我們龍艦所做的產品，第一張是我們為蘋果8手機里面做的一款磁鋼，大家可以看這上面有“L J”，是我們龍艦的簡稱，后面的代碼由于涉及到機密問題不方便透露。說不定各位哪天把你們的蘋果8手機拆下來看看就有我們龍艦的磁鋼。這張就是我們需要打直孔打成孔一款產品，這個是放大之后的效果圖，這個是用在我們手機攝像頭里面，攝像頭多小，很小，在攝像頭里面的一個很小的東西，可想而知它是多小，而且它的要求，它的精度也是相當的嚴，它的角度它的垂直度都是有個嚴格的要求，這款就是我們比較平常的成品，用在比較普通的行業。那這個是用在機器人，機器手臂里面的一款磁瓦。那再看看電機磁瓦，它的弧度就稍微大一點，以上展示的這些就是我們龍艦做的一部分產片里面的具有代表性的一些成品圖片，供大家參考一下。

接下來我們一起進入第二部分——魅力磁鐵，磁鐵神秘又神奇，你靠近它，它可能會吸引你，也可能會排斥你。就像男生看待女生一樣，“她”總是那樣的讓人捉摸不透。

我們將從以下六個方面來認識磁鐵，首先是磁鐵的定義，什么叫磁性材料，哪些是磁性材料？其次，磁性材料稀土資源的分布以及稀土資源它的價格走勢，再次，釹鐵硼的優缺點，“金無足赤，人無完人”，各種類磁鐵當然也是優缺點并存。值得一提的是，釹鐵硼它分為燒結和粘接釹鐵硼，那燒結釹鐵硼它從源頭到成品整個制程是怎樣的，粘接釹鐵硼又是如何從無到有的？最后，磁鐵的應用，“無磁不歡?！?span lang="EN-US">

什么叫磁性材料？可用于制造磁功能器件的強磁性材料稱為磁性材料，當然這是很官方的術語。在我們傳統的思維的定義里，只要物體吸得住鐵它就是磁性材料，其實大家說的也是有道理的，只不過認識的角度不同，那磁性材料包含哪些呢？（1)稀土永磁，稀土就是我們說的釹鐵硼、釤鈷、鋁鎳鈷等（2）鐵氧體永磁材料，它是鐵的氧化物再加上一系列工藝加工變成永磁材料，叫做鐵氧體永磁材料，（3）金屬永磁材料，一些金屬它也是有磁性功能經過后期加工，它同樣具有磁性。

在這三類永磁材料中，稀土永磁材料首當其沖的，釹鐵硼磁鐵應用范圍廣，性價比高，磁性能強，是當之無愧的“磁王”。細細剖析稀土兩個字，什么是稀土？稀土擁有“工業維生素”美稱，現如今已成為極其重要的戰略資源。如今的工業領域，沒有稀土資源，我們將寸步難行，身邊的很多事情都會受到影響，同時它是戰略資源，上升到國家的戰略的問題。那既然有這樣的美稱，稀土資源一般用在什么領域？像航空實驗、火箭導彈、甚至是核都會用到稀土。所以說我們用的釹鐵硼磁鐵，它也確實非常高大上。

1990年的時候，中國稀土儲量占了全世界的80%，中國地大物博，資源儲備豐富。然而改革開放以來的中國雖然經濟突飛猛進，但在高速發展的同時也損失了很多“東西”，這其中就包括我們的稀土資源。在國信辦2012年發布的報告顯示，中國稀土資源占世界的23%，從80%到23%僅僅是22年的時間。

中國的稀土資源大量出口，被其他國家買過去以后進行戰略儲備。像美國、韓國、日本、印度等等一些國家每年都會從我國進口大量稀土。以至于中國的稀土儲備越來越少，至今只剩23%。23%的儲備卻供應了全球90%的市場，這是非常不合理的?，F如今國家認識到了事情的嚴重性，出臺了一系列政策做了宏觀調控。當然從國家角度來說是好的，但是站在我們消費者的角度來說它又是不好的，

因為我們稀土永磁釹鐵硼主要的原材料就是由稀土釹構成的。

釹鐵硼磁鐵優缺點并存，因為其較高的磁能積矯頑力和高性價比而被稱為“磁王”。燒結釹鐵硼，高能量密度強，在整個磁鐵行業占的比重最大，但是有利就有弊，它的缺點在于工作溫度低，溫度特性差，容易隨著溫度而發生磁性能的改變，表面極其容易被氧化和被腐蝕，同時硬而脆、不易加工。

粘接釹鐵硼同樣有它的優劣勢，首先它的尺寸精度高，多極取向，燒結釹鐵硼完成不了的任務可以交給它，尺寸加工方面相對于燒結釹鐵硼有優勢。磁性能方面比不上燒結釹鐵硼的，尺寸精度高，

各種形狀制成起來都比較容易，而且不同形狀的公差它也是做的最好的。它的機械強度好，形狀自由度大，舉例來說，像煙灰缸這種形狀，你用燒結釹鐵硼來做可能需要很大的精力，讓粘接釹鐵硼處理的話很輕松就可以搞定，而且它還可以保證公差和品質。再者，粘接釹鐵硼它的成本比較低。粘接釹鐵硼同樣存在一些不足，密度比較小，容易斷。密度比較小所以硬度不是太強，并且它的耐溫性能也比較差，因為它們的共同體都是釹鐵硼，那接下來再看看釹鐵硼它到底是怎么做出來的。

我們先從燒結釹鐵硼講起，燒結釹鐵硼它大體上經過配料、熔煉、制粉、成型、燒結、磁性能檢測及其加工、電鍍、外觀、充磁包裝出貨等性能的一個流程。這張圖片就是燒結釹鐵硼燒制過程，通過這張圖片大家了解起來的更透徹更明白，更形象。第一部分配料，我們就是按照不同的比例把一些稀有金屬和其他的元素調和在一起以達到我們想要的性能，想要的參數，配料完了之后我們進行熔煉，熔煉這個過程就是將溫度提高，讓金屬熔化為液體并且使其均勻化而且最后變成合金。接下來說到制粉，制粉的目的說白了就是通過一系列的設備將合金塊大塊變成我們想要的尺寸粉末狀，粉末狀之后方便成型變成我們想要的尺寸。我們剛說到成型這個地方，成型它有兩層意思，好比說我們最終的產品是像筆一樣的形狀來講，那我們在這一步并不是直接把磁鐵壓成筆一樣而是說我們會把它做成長方塊，在這個地方就把產品壓成最適合加工的而且浪費是最少利用率最高的一個尺寸方塊。成型一共六個面在這個地方決定哪兩個具有磁性能，到這個地方就是燒結，經過一兩千度的高溫燒結出來進行固化，完了之后再進行一個磁性性能的檢測，這部分磁性能的檢測檢測什么呢，檢測我們剛做出來的方塊，它的磁性能能否達到我們的要求。舉例來說，如N52,目前做出來的產品剩磁矯頑力等等各項參數是不是能達到N52的范圍？產品一致性好不好？所有參數我們都會在此環節里面全部檢測出來。如果它達不到性能，這批料全部作報廢處理。到這里并沒有結束，我們接著往下看。這一步是機械加工，剛剛說了，我們實際上燒出來的是這樣的方塊，那我們怎樣從方塊變成最終想要的產品呢？那這個步驟就是需要機械加工，需要一系列的切、磨、割、套等一系列的加工步驟，最后做成我們想要的尺寸。加工完之后需要電鍍，因為它容易腐蝕容易氧化，所以需要一個電鍍層保護，電鍍完之后進行尺寸的外觀檢測，外觀檢測檢測的就是我們最終成品它所需要的尺寸公差。然后全檢完之后進行充磁，說到充磁這個步驟，大家可能想法和我一樣，一開始我也認為磁性的東西是自然界自認生成的，自然界確實有自然生成的這種磁鐵，但是我們現在生活中運用更多的還是我們用電生磁讓磁性材料具有磁場這種方式。充完磁中間還有個步驟是PCD測試，老化、耐高溫以及我們磁性能、磁場這些強度也要進行一個檢測，檢測完了之后再進行包裝發貨，從配料到包裝發貨這就是燒結釹鐵硼的一個完整制程， 

粘接的步驟相比于燒結的要簡單很多，第一步它也需要配粉，按照一定的比例再加上一些其他的元素在里面配制我們想要的產品，配粉完了之后也開始成型（這里成型是直接成型，做成最終產品的形狀），成型完了之后經過硬化，這里的硬化不需要太高的高溫，硬化之后開始研磨。為什么要研磨？研磨是為了方便這里的表面處理，這地方的表面處理類似于前面的電鍍，電泳、噴漆在產品外面形成一個鍍層對產品的保護，表面處理完會后充磁，然后全檢最后入庫出貨，這是粘接釹鐵硼的制程。

接下來我們看看表面處理，表面處理就是電鍍，因為釹鐵硼易被腐蝕所以需要做表面處理，那我們的表面處理目前有鍍鋅、鍍鎳和鍍鎳銅鎳，做環氧做電泳做噴漆還有做一些其他的鍍銅鍍鉻，當然利用率比較高的還是鍍鋅鍍鎳還有電泳。

釹鐵硼所應用的一些領域又是哪些呢？前面我介紹的時候說了我們是“無磁不歡”，只有你想不到，沒有磁鐵用不到的地方，可以說方方面面都用到磁鐵，攝像頭馬達手機筆記本包括我們行車記錄儀，它里面攝像頭轉動都需要磁鐵。像我們現在都是工業4.0的社會了那機械手臂以后要代替人工機械化，那它手臂里面也需要磁鐵，這個呢就是電機，以后我們都趨向于一個綠色出行，電機的使用更離不開，還有我們一些自動化設備再加上我們的美妝行業。甚至于在這里面只是列舉了一些，空調里面像我們汽車里面很多行業它現在都需要磁性產品，而且磁性產品中釹鐵硼是應用最廣泛的。

第三部分，美妝磁鐵。美妝和磁鐵如何融合在一起？又會碰到哪些問題？如何才能讓兩者兼容并且最終能相得益彰？我們先看看美妝所涉及的磁鐵產品，圖示是粘接釹鐵硼的磁環，這張圖是我們美妝粉底盒里面的方塊磁鐵，也是粘接的，這張圖我們可以很形象的看出來兩個磁鐵相粘接，這個是我們燒結釹鐵硼磁環的應用，這是口紅里面的一個圓柱。這張圖是我們燒結釹鐵硼的圓環，它表面也是做了一個鍍鋅的處理。

美妝和磁鐵我們著重從以下幾點來進行分析，首先圓環單雙面有磁的選擇，圓環產品是要單面充磁還是雙面充磁，單面充磁和雙面充磁它能帶來一些什么影響，是好處還是弊端？其次燒結釹鐵硼的圓柱倒角，圓柱到底要不要倒角？有人說倒角影響我的一些東西，不要倒角我可能不好用。再次，尺寸公差，尺寸公差一般行業里我們的公差可能都是正負三個絲四個絲也有五個絲的，每一家的公差都不一樣，那我們釹鐵硼行業最小的公差能做到多少？磁鐵造成消磁的原因又是什么？最后就是我們大家都在關心的價格問題,為什么有時候磁鐵的價格會高了，有時候同樣的東西它價格會低了？哪些因素決定了磁鐵的價格，我們著重從這些方面來分析一下美妝與磁鐵。

首先，圓環的雙面有磁和單面有磁，這是我們的一份圖紙的截圖，口紅蓋的磁鐵和口紅體的磁鐵都是一樣的，中間沒有經過任何障礙物，沒有中間隔閡，直接相吸在一起，在這種情況下它是要充單面還是雙面？蓋體與口紅多極的，就可以雙面，為什么？你可能覺得我擔心在一起它會相排斥，假如這個點它是N，這個點也是N，它會排斥，但是如果說你稍微轉一下，它又會吸在一起。單面與雙面，雙面可能會給客戶帶來的一些效果會更好，為什么？它可以提高手工的組裝速度，因為它不用分單面有磁還是雙面有磁，我們在無磁面會做一個凹槽做一個標識，工人在組裝的時候你必須要看這個標識，那我標識的那面是靠在上面，因為沒有標識就沒有磁，我們必須看著標識才能組裝，而如果說我們做成雙面磁的話我們可以說兩面都有磁，可以放心大膽組裝，不用看，拿起來工人就可以直接組裝，可以提高手工的組裝速度提高效率，而且減少造成無磁面出貨至客戶端，因為說只要是人甚至說機器在操作的過程中它也會產生一定的誤差，那這個誤差假如說，一不小心無磁面和有磁面吸在一起了，那它的吸合力和拉力肯定是不一樣的，如果最終產品出到客戶那邊，會給我們造成不必要的麻煩以及客戶的投訴。第三減少不必要的高抽檢入。正因為防止出貨到客戶端造成無磁的一個現象我們可能抽檢率低，以前我們100片里面只要抽檢10片，但是為了防止無磁面發生，100片里面可能要抽檢30片、50片甚至更多，無形中會提高抽檢度。我們做成雙面的話可以減少不必要的高抽檢入，這就是圓環單雙面有磁的一個選擇，當然有些客戶是因為自己的其他一些工藝或者組裝方面的需要有磁面和無磁面這也視每一家的情況而定。那剛剛講的是粘接釹鐵硼單雙面的一個選擇，那么燒結釹鐵硼單雙面的選擇呢，其實這個它沒有選擇，因為首先N極和S極它是永遠存在的，這個是兩面俯視圖，這個是側面圖，那這個側面圖它想相吸在一起肯定N和S要吸合在一起的，那不過這樣呢要做一個N極和S極的標示，如果說不做標示的話同性相斥，異性相吸，做標示可以提高手工的組裝時區分N與S的速度，提高效率，減少蓋與體相斥的現象，第四減少返工頻率，所以說在做燒結釹鐵硼圓環的情況下，它這又是單極的，那就需要做一個N極和S極的區分，那這樣提高我們組裝的速度，提高效率的同時就相當于節約了我們人工成本。

圖示是釹鐵硼的圓柱，這里是沒有倒角，這里是需要倒角，那無倒角和有倒角產品一般可能會影響什么呢？影響我們一部分磁性，當然很弱。更何況我們需要鍍層的情況下，倒角它肯定會產生，只不過說倒角它是大還是小的問題，如果說沒有倒角它的生產制造過程中會產生磕碰那造成不良率的提高，而且后面鍍層肯定是鍍不好的，有倒角之后，它安裝使用不管是蓋體還是口紅體，我們在安裝的時候它有倒角就可以圓潤裝進去，有倒角容易安裝而且鍍層接觸面比較嚴密不像這個角它是一個直角，鍍層和磁體接觸面不是太好。尺寸公差，我們粘接釹鐵硼的尺寸公差最小公差可以控制在兩個絲，如果說我們客戶有要求的話，正負一個絲我們也是可以做到的。燒結釹鐵硼它的圓柱，高度公差正負兩個絲，半徑呢也是正負兩個絲，當然我們現在也有在做正負一點五個絲的公差。燒結釹鐵硼磁瓦的高度公差可以控制在正負三個絲，弧度的公差也可以控制在正負三個絲，其實這個應該是三度，燒結釹鐵硼它的方塊長寬的公差可以控制在兩個絲，高度的公差可以控制在一點五個絲。目前打出來的這些公差基本都可以滿足我們美妝行業的要求，當然我們美妝的要求也隨著消費者的要求越來越高可能對我們工業的要求越來越高，所以我們也在不斷的提高我們自身的水平，也在不斷的總結經驗達到我們客戶所需要的公差。

接下來我們看下磁鐵消磁部分，磁鐵消磁到底是什么因素造成的？其實磁鐵消磁無外乎就兩大原因，一個高溫，二是氧化性。我們從圖上可以明顯的看出一開始磁疇是自由排列的，充完磁之后就像軍隊列隊一樣很有秩序。但當溫度過高時，就像原地解散一樣又會變得雜亂無章，最后就沒有磁性了。因為高溫的原因，磁矩方向雜亂無章相互抵消，變成無磁現象。普通釹鐵硼，耐溫是80度，而且80度只是它的一個極限，不是一直持續在80度，耐80度只是它的極限，所以說如果磁鐵應用環境大于80度的情況下可能就要選擇更高一點的性能不然也會有退磁的現象，引起退磁的另外一個因素就是氧化性。由于元素活潑性的原因，裸露在空氣或者其他介質中的磁鐵表面易被氧化腐蝕，從而發生退磁現象，需要做表面處理，鍍鋅鍍鎳等。

最后我們一起來看下影響磁鐵價格的因素，磁鐵的價格受到很多因素的的影響。首先是性能的要求，這里我們舉個例子， N45的磁鐵和N35的價格來相比肯定是有所區別的，要求的性能越高，它的成本越高。其次，批量小加工成本越高。為什么批量小成本價格越高呢？當我們訂量比較大，我可以像流水線一樣生產，但是如果量少，一不小心插個訂單，影響其他訂單，步驟都是一樣的造成的時差、效果以及材料的合適與否那就會影響它的價格，所以說它的批量小加工成本也會越高。再者就是磁鐵的形狀，瓦形、異形、梯形的和方塊的價格相比肯定是有所區別的，形狀越復雜，加工成本就會越高，值得一提的是公差越嚴格加工成本也會越高。那為什么說公差越嚴加工成本越高？如果說你公差只給我正負一個絲的話，那我切片的效率會比較低，相同時間呢能夠切片的數量不如公差范圍更大的。相應出來的成本就是不一樣的，而且對原材料的加工特性也是有很高的要求如果說公差比較嚴格的話。還有就是稀土，剛我們已經降到稀土已經上升為戰略資源，那作為釹鐵硼的主要材料，稀土價格波動比較大周期比較短，是影響磁鐵價格的重要因素，稀土國家現在干預宏觀調控之后，稀土的價格一直居高不下，而且現在國家對于環保打擊的力度也越來越大，開發稀土造成的一個環境污染也是國家一直在治理的，所以說稀土的價格也一直在上升，再加上稀土以前可能會有一些黑礦，但是現在沒有了，已經被嚴厲打擊，導致稀土的價格持續攀升，最后是鍍層，鍍與不鍍造成的效果不一樣，同樣會影響的成本也是不一樣的，而且它的稅率變化，含稅還是不含稅等都會影響磁鐵的價格。