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 2000~40 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:W40 W28 W20 W14 W10 W7 W5 W3.5W2.5 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:
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 |
更多资料信息请查看: 水晶网:www.shuijing365.net 水钻网:www.shuizuan.org 烫钻网 www.tangzuan.org 鞋花网www.xiehua.org
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。
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:
- 常因颗粒粗细均匀,若掌握不好,易在抛光面上留下擦痕;
- 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)
更多资料信息请查看: 水晶网:www.shuijing365.net 烫钻网 www.tangzuan.org 鞋花网 www.xiehua.org 水晶信息网:www.shuijing.info
- 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。