磨料粒度的分类及适用范围讲解学习.docx

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磨料粒度的分类及适用范围讲解学习

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

　　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2000～40μm（17种）

　　　　　　　微粉40～0.5μm（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：

W40W28W20W14W10W7W5W3.5W2.5W1.5W1.0W0.5

微粉的粒度号以微米值表示，例如：

　W40　　表示粒径40～28μm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