磨料粒度的分类及适用范围

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。