磨料粒度的分类及适用范围
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磨料粒度的分类及适用范围
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第6章宝石加工常用的工艺耗材
第1节磨料
ﻫ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。
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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”
ﻫ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: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40~28 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# 200-160W1414-7
14# # 160-125W1010-516# # 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 W2828-20W0.5<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。ﻫ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。
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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。