第2节 琢磨法

　
　5.2.1 琢磨法原理

琢磨即研磨，是对宝石材料进行造型加工的基本方法，一般在将宝石材料分割及修整成一定规格大小和形状的坯料基础上进行，几乎所有加工余料都要通过琢磨去掉，直至工件具备成品形态。

　　1、琢磨方式

　　按磨料使用方式：

①以游离磨料琢磨——将磨料与水混合使之粘附在磨具上对宝石进行琢磨，现在已较少使用。

②以固着磨料琢磨——将磨料制成磨具直接对宝石进行琢磨，这是现代宝石加工的主要方式。

　　按磨具磨削方式：①轮磨 ②盘磨 ③带磨 ④滚磨

　　2、琢磨机理

　　一般认为，琢磨作用的过程主要是磨料对工件的摩擦切削作用，此外还有冲击压裂作用和化学水解作用的参与。　

　（1）磨擦切削作用

　 首先分析一行单粒磨料颗粒对宝石材料的磨削力和磨削作用，如下图所示。

单粒磨料颗粒对宝石材料的磨削力矢量（左）及磨削作用（右）分析

　　磨粒对宝石的磨削作用有两个方面：

①对宝石表面的压碎作用，主要由径向压力Fn产生，使磨粒尖棱角部分压入宝石表层（h），并在产生范围更深的碎裂；
 

②对宝石表层的切削作用，主要由切向压力Ft产生，使磨粒尖棱角部分对宝石产生侧向挤压碎裂，并带出碎屑，形成一切向凹痕。

　　单个磨料颗粒对宝石材料的磨削作用是线磨削，而磨盘上大量随机分布的磨料颗粒所产生的许许多多的磨削凹痕相互穿插迭加就形成了面磨削作用。使宝石表面形成高低不平的凹凸层，其深度相当于磨粒的压入深度h，也称磨削深度。

面磨削作用示意图

　（2）冲击压裂作用

　 由于磨料颗粒的各向尺寸不同，粒度大小不均匀，被磨削的宝石表面总是支撑在部分少量的磨粒上，使琢磨具有振动冲击和压裂作用性质，从而加快磨削剥离速度。

冲击压裂作用示意图

　（3）水解裂挤作用

　 冷却水渗入压裂纹中，在摩擦热作用下发生膨胀，同时还可能与宝石新生裂 面发生水解反应，如与硅质水解反应生成硅酸薄膜，体积增大，挤压裂 缝表面，加速琢磨过程。

水解裂挤作用示意图

5.2.2 琢磨加工的常用设备

　（1）轮磨机

　　磨具是砂轮，主要用于磨削宝石毛坯，冲磨成所设计款式之雏形。

金刚石砂轮机（左端）

　（2）盘磨机

　　磨具是磨盘，主要用于磨削宝石平面，如刻面型宝石，也可用于弧面型 宝石的造型。

两种结构类型的盘磨机

　（3）带磨机

　　磨具是砂带，适用于磨削宝石的各种弧面，如凸面型宝石。

带磨机结构简图

　（4）滚磨机

　　磨具是滚筒，主要用于滚动磨削除去宝石毛坯和不规则小料的棱角，使之变圆滑。

滚筒研磨（抛光）机的结构（左）及外观（右）

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