磨料粒度的分类及适用范围
磨料粒度的分类及适用范围
第6章宝石加工常用的工艺耗材
第1节磨料
磨料指可用于是研磨或抛光的材料，它们是一些具有棱角和一定硬度及韧性的粉状物质，可直接研磨工件和制成磨具用。
6.1.1 磨料的基本特性
（1）硬度较高，一般不应低于被加工材料的硬度。
（2）韧性较好，不能因有研磨压力而易变形和被磨损。
（3）自锐性较好，即当受研磨压力而碎裂时，破碎后的各部分仍保持尖锐的多棱角状。
自锐性示意图
（4）熔点或软化点较高，在研磨发热作用下，磨料尖角不易熔化或变软。（5）化学稳定性较好，不与被加工的材料起反应。
（6）形状和粒度较均匀，每号磨料粒度在一定范围内。
6.1.2 磨料粒度的分类及适用范围
36# 500-400 280# 50-40 W1.5 1.5-0.5 46# 400-315 W4040-28 W1.0＜1
60# 315-250 W2828-20 W0.5＜0.5 70# 250-200 W2020-14
2、不同磨料粒度的适用范围
在宝石加工中，不同粒度磨料的适用范围如下表：
粒度号适用范围
46#-80# 大料切割，毛坯倒棱
100#-120# 小料切割，毛坯倒棱，预形
150#-1803 成型粗磨，预形，穿孔，小石切磨及修整
240#-W40 成型细磨，穿孔
W28-W14 成型精磨，粗抛光
W10-W0.5 细抛光，精抛光
6.1.3 磨料的种类和性能
磨料主要是一些具有一定硬度和韧性的粒状或粉状的矿物质材料。按成因可分为天然磨料和人造磨料两大类。
天然磨料：金刚石、刚玉、石榴石、石英，等等。
人造磨料：金刚石系、碳化物系、刚玉系，等三大系列。
1、金刚石
?包括天然和人造金刚石。
?Hm=10，Hv=10000kg/mm2。
?有一定韧性，但脆性相对较大，因易沿八面体完全解理方向破裂，自锐性较高。因而，耐磨性强，磨削性能好。
?耐热性良好，在无氧化条件下加热1000℃无变化。
?化学性质稳定，与酸碱物质不起反应。
2、碳化硅（SiC）
?以石英、石油焦碳为主要原料在1800℃以上高温下炼成的结晶化合物，是一种常用人造成磨料。
?黑碳化硅Hv=3100～3280kg/mm2,性脆，自锐性好；
?绿碳化硅Hv=3200～3400kg/mm2,性脆，自锐性好。
?但绿碳化硅含杂质少，硬度和脆性比黑碳化硅高，自锐性更好，磨削能力更强。
具良好导热性、耐高温和不受腐蚀等特性。
?常用来制造砂轮、砂带、砂布等磨具，或供自由研磨用。
3、碳化硼（B4C）
?人造成磨料的一种，由硼酸与碳在电炉中2000 ℃以上的高温下合成。
?暗灰至黑色，硬度很高，耐磨性好，Hv=4000～5000kg/mm2
?属高级磨料，常代替金刚石用作研磨和抛光中、高档宝石。
4、刚玉（Al2O3）
?包括天然和多种人造成刚玉（棕刚玉、微晶刚玉、单晶刚玉、白刚玉、锆刚玉等）。
?硬度高，Hm=9，Hv=1800～2400kg/mm2，韧性较大，切削力强，但自锐性相对较低。
?适于磨削韧性较大的翡翠、软玉、虎睛石等材料，而对其它宝石材料的磨削能力不如金刚石、碳化硅和碳化硼。
6.1.4 抛光剂的种类和性能
抛光剂是磨料中的一些可用于抛光的微粉状特殊材料。宝石加工常用的抛光剂有：
1、钻石粉（C）
?将天然或人造的工业级金刚石压碎成粉未，经分级，即可制成不同型号的钻石粉，呈灰白色，极精细（W10以下）的可用作抛光剂。
?用法：干钻石粉与缝纫机油调成糊状；钻粉研磨膏可加适量缝纫机油稀释。
?可用于抛光任何宝石，效果好，但成本高，一般仅用于抛光硬度＞7的宝石。
2、氧化铝（Al2O3）
?铝氧化粉：纯度低，抛光性能差，但价格低廉，适合大量用于珠型和随型宝石的抛光。
?铝钒土：纯度较低，抛光性能较差，价格低廉，用途同铝氧化粉。
?红宝粉：人造刚玉粉，红色，抛光性能好，主要用于刻面型和部分弧面型宝石的抛光。
?蓝宝粉：人造刚玉粉，多呈白色，性能和用途与红宝粉一样。
3、氧化铈（Ce2O3）
?呈微黄粉红色，粉状。
?易溶于浓硫酸或浓硝酸，不溶于稀酸和水。
?适用于抛光脆性的中硬度宝石，如水晶、橄榄石、锆石、绿柱石、电气石等，效果可达极佳。
4、氧化锡（SnO2）
?呈白色粉未状。
?可用于各种中硬宝石的抛光，但效果一般。
5、氧化锆（ZrO2）
?呈浓艳的红棕色粉未状，外观似红宝粉。
?可用于中硬以下宝石的抛光，但效果不及红宝粉。
6、氧化铬（Cr2O3）
?呈深绿色粉状，俗称绿粉。
?硬度中等（Hm=5～7)。性质稳定，不溶于水。
?适于中硬~中软（Hm=6～3）宝石的抛光，如翡翠、绿松石、孔雀石等，效果好。
?缺点：
o常因颗粒粗细均匀，若掌握不好，易在抛光面上留下擦痕；
o易污染工件、工具、手指、衣物等，故对裂隙或孔隙的宝石不适合。
7、氧化铁（Fe2O3）
?呈深棕红色，俗称红粉、铁丹。
?性质稳定，不溶于水，但溶液于盐酸。
?粉状粒度一般在0.25～0.75μm，细腻均匀。
?可用于多种中硬以下宝石的抛光，效果一般。
?缺点：易污染宝石材料，难清除。
8、硅藻土（SiO2）
?用含硅藻壳骸的生物岩经粉碎、分选、提纯而成。
?呈灰白~微黄色粉状，质地细腻。
?硬度中等，Hm=5.5～5.6。
?化学性质稳定，不溶于水，仅易溶于氢氟酸。
?可用于玛瑙、翡翠等韧性较大或其它中硬宝石的抛光，对部分高硬度宝石如蓝宝石、海蓝宝石的抛光也可这到很好效果。
粒度号粒径（μm）
粒度
号
粒径（μm）
粒度
号
粒径（μm）
12# 2000-1600 80# 200-160 W1414-7 14# 1600-1250 100# 160-125 W1010-5 16# 1250-1000 120# 125-100 W77-3.5 20# 1000-800 150# 100-80 W57-3.5 24# 800-630 180# 80-63 W3.5 3.5-1.5 30# 630-500 240# 63-50 W2.5 2.5-1.0 36# 500-400 280# 50-40 W1.5 1.5-0.5 46# 400-315 W4040-28 W1.0＜1 60# 315-250 W2828-20 W0.5＜0.5 70# 250-200 W2020-14