宝石加工常用的工艺耗材介绍.pptx
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宝石加工常用的工艺耗材
一、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。
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。
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”
• 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：
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 46#-80# 100#-120#
150#-180#
240#-W40 W28-W14 W10-W0.5
适用范围 大料切割，毛坯倒棱 小料切割，毛坯倒棱，预形 成型粗磨，预形，穿孔，小石
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。
• （1）钻石粉（C） • （2）氧化铝（Al2O3） • （3）氧化铈（Ce2O3） • （4）氧化锡（SnO2） • （5）氧化锆（ZrO2） • （6）氧化铬（Cr2O3） • （7）氧化铁（Fe2O3） • （8）硅藻土（SiO2）
• 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。 • 金刚石磨粒主要用于制作各种钻粉磨具，微粉因价 格昂贵，在宝石加工中则主要用于高档宝石的抛光。
• 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。
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
• 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）
（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）
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。
切磨及修整 成型细磨，穿孔 成型精磨，粗抛光 细抛光，精抛光
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。
• 1）天然磨料：金刚石、刚玉、石榴石、石英等。 • 2）人造磨料：金刚石系、碳化物系、刚玉系等三大
系列。
（1）金刚石
•
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:
（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。 • 绿碳化硅含杂质少，硬度和脆性比黑碳化硅高，自锐
W5
Байду номын сангаас
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
一、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。
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。
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”
• 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：
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 46#-80# 100#-120#
150#-180#
240#-W40 W28-W14 W10-W0.5
适用范围 大料切割，毛坯倒棱 小料切割，毛坯倒棱，预形 成型粗磨，预形，穿孔，小石
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。
• （1）钻石粉（C） • （2）氧化铝（Al2O3） • （3）氧化铈（Ce2O3） • （4）氧化锡（SnO2） • （5）氧化锆（ZrO2） • （6）氧化铬（Cr2O3） • （7）氧化铁（Fe2O3） • （8）硅藻土（SiO2）
• 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。 • 金刚石磨粒主要用于制作各种钻粉磨具，微粉因价 格昂贵，在宝石加工中则主要用于高档宝石的抛光。
• 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。
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
• 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）
（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）
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。
切磨及修整 成型细磨，穿孔 成型精磨，粗抛光 细抛光，精抛光
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。
• 1）天然磨料：金刚石、刚玉、石榴石、石英等。 • 2）人造磨料：金刚石系、碳化物系、刚玉系等三大
系列。
（1）金刚石
•
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:
（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。 • 绿碳化硅含杂质少，硬度和脆性比黑碳化硅高，自锐
W5
Байду номын сангаас
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