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磨料粒度的分类及适用范围

精品资料
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
　　1、磨料的粒度等级
磨料粒度表示法：粒度号“＃”、“w”
　　　　　　　　粒径尺寸“μm”

磨料粒度分类：磨粒 2000～40 μm (17种)
　　　　　　　微粉 40～0.5 μm (12种)
（1）磨粒分级： 12#、14#、16#、20#、24#、30#、36#、
　46#、60#、70#、80#、100#、120#、
　150#、180#、240 # 、280#
磨粒的粒度号用筛号表示，例如:
12# 　　　表示12#筛以下～14#筛以上的颗粒级
（2）微粉分级：W40 W28 W20 W14 W10 W7 W5 W3.5 W2.5 W1.5 W1.0 W0.5
微粉的粒度号以微米值表示，例如：
　 W40 　　表示粒径40～28 μm级（上限）

　　　磨料的粒度号与粒径尺寸的对应关系见下表：
粒度号
粒径（μm）
粒度号
粒径（μm）
粒度号
粒径（μm）
12#
2000-1600
80#
200-160
W14
14-7
14#
1600-1250
100#
160-125
W10
10-5
16#
1250-1000
120#
125-100
W7
7-3.5
20#
1000-800
150#
100-80
W5
7-3.5
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
W40
40-28
W1.0
＜1
60#
315-250
W28
28-20
W0.5
＜0.5
70#
250-200
W20
20-14

　　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
W14
14-7
14#
1600-1250
100#
160-125
W10
10-5
16#
1250-1000
120#
125-100
W7
7-3.5
20#
1000-800
150#
100-80
W5
7-3.5
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
W40
40-28
W1.0
＜1
60#
315-250
W28
28-20
W0.5
＜0.5
70#
250-200
W20
20-14

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