第2节 磨 具
磨具是切割、研磨和抛光工具的总称。
磨具按功能分为三类：
- 切割磨具——锯片
- 研磨磨具——砂轮、磨盘、磨头、砂带、砂布
- 抛光磨具——抛光轮、抛光盘
6.2.1 锯 片
1、金刚石锯片的结构
金刚石锯片一般由刀基、金刚粉和结合剂三部分组成，如下图所示。
 |
|
热铸钻粉锯片刀头结构
|
1）刀基：承载并支撑金刚石粉的金属薄片。
- 大型锯片——硬质锰钢、锰硅钢片等材料。
- 中型锯片——软钢片、冲压铁片、冷钆铁片等材料。
- 小型锯片——薄冷钆铁片、青铜片等材料。
2）金刚石粉：被附在锯片边缘，起类似"锯齿"的作用。
- 大型锯片——磨料粒度46#～80#
- 中型锯片——磨料粒度100#～180#
- 小型锯片——磨料粒度240#～W40
3）结合剂：把金刚石粘附在刀基上的材料。
通常用金属结合剂，如青铜粉、电镀金属等为结合剂材料。
2、金刚石锯片的种类
金刚石锯片有种类很多（见下图），按制作工艺可分为热铸法和电镀法两大类。
 |
|
各种类型的金刚石锯片
|
1）粉未冶金法（热铸法）锯片
- 制作方法：
①将金刚石粉与黄铜（或其它金属）粉相混合，压特制薄环模具内；
②加热使粉未熔合，烧结成圆环状薄片；
③将含金刚石粉的铸压环片分段焊接或镶嵌到刀基边缘两侧。
- 多为大、中型锯片，锯片直径＞200mm，厚度1～4mm，钻粉粒度50#～100#
- 适合切割大块的中低档宝玉石原料。
2）滚压-电镀法锯片
在宝石加工中使用最多，多为中、小锯片，刀片薄，对材料损耗少，适合小块宝石材料的切割和修整。
- 制作工艺：
①将软钢片冲压成刀基，外径100～150 mm，内径20～40mm，厚度0.15～0.40mm
②将刀基叠层，150片/组，400～460℃退火处理，铣槽：槽宽0.15～0.25mm，槽深0.7～1.1mm，槽数300～600个。
③将钻石粉加甘油调成糊状，滚压入锯片边缘的铣槽中。
④对锯片分别电镀处理。
- 流压-电镀钻粉锯片示意图：
- 安装使用要注意运转方向：
- 铣槽垂直锯缘 无运转方向限制
- 铣槽斜交锯缘 有运转方向限制（按箭头指向）
用途：冲坯、倒棱、预形。
种类：刚玉砂轮、碳化硅砂轮、金刚石砂轮
1、碳化硅砂轮
（1）砂轮材质：指砂轮的磨料成份。有绿碳化硅和黑碳化硅两种，前者更适用于宝石加工。
（2）砂轮粒度：指砂轮中所用磨料的粒度。宝石加工用的一般在46#～240#之间。
（3）砂轮结合剂：宝石加工常用的是陶瓷结合剂和树脂结合剂碳化硅砂轮，金属结合剂用于制做金刚石砂轮，宝石加工中也常用。各种结合剂的性能见下表。
|
结合剂类型
|
代号
|
磨 具 性 能 及 应 用
|
|
陶瓷结合剂
|
A
|
耐热，不怕水、油及酸碱，硬度高，耐磨性强，磨削效率较高但性脆，适合磨削高硬度脆性宝石 |
|
树脂结合剂
|
S
|
有一定弹性，耐冲击，自锐性好，磨削效率较高，但耐热抗酸碱性差，适合磨削中硬以下韧性宝石 |
|
橡胶结合剂
|
X
|
有较高强度，自锐性好，耐热性和化学稳定性差，很少用于宝石加工 |
|
金属结合剂
|
J
|
结合力强，耐用磨性好使用寿命长，但自锐性较差，磨削效率一般，适于磨削各种宝石 |
（4）砂轮硬度：指磨表面上磨粒在外力作用下脱落的难易程度，与磨料本身硬度无关。磨粒易脱落者，硬度就低，反之则高。磨具硬度与结合剂有关，一般是：
金属结合剂 ＞ 陶瓷结合剂 ＞ 树脂结合剂
（5）砂轮组织：指磨具中磨粒、结合剂和气孔三者的体积关系，以磨粒占磨具总体积百分比表示，百分比越大组织越紧密，反之越疏松。砂轮磨具组织级别及在宝石加工中的适用范围见下表。
|
级 别
|
紧 密
|
中 等
|
疏 松
|
||||||||||
|
组织号
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
|
磨粒占磨具体积百分比（%）
|
62
|
60
|
58
|
56
|
54
|
52
|
50
|
48
|
46
|
44
|
42
|
40
|
38
|
|
应用范围
|
适用于硬度较大的宝石出坯、倒棱、预形 |
适于各种宝石的倒棱、预形粗磨、细磨 |
适用于硬度中等以下，但韧性较大的宝石
|
||||||||||
（6）砂轮形状和尺寸：宝石加工中常用的碳化硅砂轮主要是平型砂轮、单斜边砂轮和磨针砂轮三种，砂轮直径一般为150～250mm，厚度15～50mm。
 |
|
几种常见的砂轮形状
|
2、金刚石砂轮
金刚石砂轮是用电镀或其它方法将金刚石固着在金属基轮的外缘表层而制成的一种磨具。
 |
|
宝石加工用金刚石砂轮
|
（1）金刚石砂轮的结构
- 钻粉层——金刚石粉+金属结合剂。
- 过渡层——金属结合剂(青铜、镍)。
- 基体体——钢轮或其它金属。
 |
|
金刚石砂轮的结构图
|
（2）金刚石砂轮形状（见下图）
 |
|
几种常用的金刚石砂轮形状
|
（3）金刚石砂轮的一般规格
- 直 径——150～200mm
- 厚 度——15～50mm
- 粒 度——70#～320#（钻粉）
金刚石砂轮具有强度高、磨削效率高、磨损小、不易变形、使用寿命长等优点，但价格昂贵。
更多资料信息请查看: 水晶网：
用途：研磨宝石表面（平面、凸面）
种类：铸铁磨盘、金刚石磨盘
1、铸铁磨盘
一种使用游离磨料的磨盘磨具，多采用灰口铸铁材料制成。目前主要用于加工某些特殊宝玉石产品。
一般规格：平面直径200～300㎜，厚度25～30㎜。
使用磨料：一般用碳化硅，粒度100～1000＃(40W)
常见形状：平面（研磨平面）、凹面磨盘（研磨凸面）、同心环槽（研磨球面）。
 |
|
磨盘形状示意图
|
使用方法：
- 磨盘须平放，安装要平稳；
- 将磨料＋水，调成糊状，用毛刷不断涂刷于盘面；
- 要适当控制磨盘转速，不宜过快。
2、金刚石磨盘
也称“钻粉磨盘”或“金刚石砂盘”，是一种固着磨料式的磨具磨盘，目前普遍采用。
 |
|
各种形状和规格的金刚石磨盘
|
（1）金刚石磨盘类型
①热压金刚石磨盘
结构：由基盘、过渡层、钻粉层 三部分组成
特点：金刚石粉层厚(多层)，使用寿命长，造价高。
②电镀金刚石磨盘
结构：由基盘和电镀金刚石粉层 组成。
特点：金刚石粉层薄(一层)，使用寿命较短，造价较低。
（2）磨盘形状和规格
- 磨盘直径150mm、200mm
- 磨盘粒度120＃～1200＃（W40）
- 磨盘形状多为平面形，广泛用于刻面型宝石的造型、粗磨、细磨及精磨各道工序中。
抛光盘一般都属于游离磨料磨具，即在使用时，须在盘面上添加抛光剂，后者处于游离分散状态。
抛光盘按材质不同可大致分硬盘、中硬盘、软盘三类，各适合不同琢型和性质宝石的抛光。
 |
|
各种材质的抛光盘
|
1、硬 盘
指用金属、合金材料等制作的抛光盘。多为平面盘，用浇铸法制成，直径主要有150mm、200mm两种，厚度10mm左右。
特点：导热性好、弹性差、韧性好、易修理、 寿命长，适合刻面型和其它琢型平面的抛光，抛光面形状规整，棱角分明。
常用的硬盘有：紫铜盘、铝合金盘、锡盘、 锡铅合金盘等。
（1）紫铜盘：以工业纯铜或电解铜材料制成，呈紫红色，硬度较高，适合红蓝宝石、石榴石等宝石的抛光。
（2）铝合金盘：硬度比紫铜盘低，适合海蓝宝石、绿柱石、金绿宝石、橄榄石、金红石、尖晶石、黄玉、电气石、锆石等到刻面型件的抛光。
（3）锡 盘：以纯锡浇铸制成，下面有铸铁或铸铝基盘衬托。熔点较低(360℃)，硬度也低，抛光速度较快。适于红蓝宝石、尖晶石、黄玉、绿柱石、锆石、石榴石、电气石、水晶、玛瑙、玻璃等刻面件的抛光。抛光剂用钻石粉、氧化锡、氧化铝、氧化铈等。
（4）锡铅合金盘：以锡、铅两种成分按一定配比浇铸而成。与锡盘相比，熔点更低、硬度也更低，抛光速度更快。适于红蓝宝石、尖晶石、黄玉、绿柱石、锆石、石榴石、电气石、水晶等刻面件的抛光。抛光剂用氧化铝、氧化锡等。
2、中硬盘
指用沥清、木材、有机玻璃及其它塑料等中硬质材料制成的抛光盘。
特点：性能和适用性介于硬、软盘之间，具较好的耐磨性、吸附性，并具一定弹性，既适合刻面型宝石、也适于弧面型宝石的抛光。
常用的中硬盘有： 有机玻璃盘、木盘、沥清盘等。
（1）有机玻璃盘：多制成平面盘，直径150㎜，厚度12㎜±。适于红蓝宝石、黄玉、电气石、水晶、玛瑙等到刻面件的抛光。抛光剂可用钻石粉、氧化铝、氧化铈等。
（2）木 盘：一般可根据宝石硬度采用较坚硬或较软质的木材自已制作，形状和大小视需要而定，如平面盘、凹面盘等。适于硬玉、红蓝宝石、水晶、玻璃等刻面件的抛光。抛光剂用钻石粉、氧化铬等。
（3）沥青盘：主要由沥青＋松香按一定比例配制而成，制作方法见下面示意图，一般制成平面盘，厚度15㎜±。在室温下，沥青盘具有适中的硬度和韧性，并具有轻微的流动性和吸附抛光粉的能力。适用于石英类宝石如水晶、欧泊等到的抛光最有效，也适于红蓝宝石、萤石、黑曜岩、金红石、蛇纹石等的抛光。
 |
|
沥青盘制作方法示意图
|
3、软 盘
指用布、皮革、毛毡、尼龙等软质材料制成的抛光盘。
结构：由基盘、抛光层两部分构成。基盘可用铁盘、木盘、或其它材料，抛光层用上述软质材料。二者之间或用粘合剂粘接固定，或用铁箍绷蒙固定。
 |
|
软面抛光盘的结构
|
形状：软面抛光盘的形状随基盘而定，常用的形状有平形、凹面形和环状凹面形。
 |
|
软面抛光盘的形状
|
特点：抛光盘面柔软，当受到抛光工件的压力时易屈服成凹面，并可以适应工件形状变化，故适合于凸面型及其它琢型弧面的抛光。
常用的软盘有：布盘、皮革盘、毛毡盘、泡沫橡胶盘等。
（1）布 盘：可用帆布、棉布、绒布、呢布、人造纤维等材料制做。特点是对抛光剂、水的吸附性较好，不致过快引起工件发热，但使用寿命短，易被工件棱角划破。主要适于硬度较低或耐热性差的宝石抛光，如琥珀、珊瑚、孔雀石、绿松石及水晶等。抛光剂可用氧化铬、氧化铈等。
（2）皮革盘：宜用未经人工处理（如染色）的牛皮、山羊皮等，正反面均可用，但要清洁。特点是韧性好、耐用磨性强、耐用热性良好，但对抛光剂的附着性较差。适合各种宝石的抛光，尤其是具剥蚀性和耐热性宝石，如翡翠、软玉、青金石、蛇纹石、虎睛石等。抛光剂可用氧化铝、氧化铬、氧化铈等。
（3）毛毡盘：使用优质羊毛压制而成。毛毡尽量压实，厚度0.5㎝左右，用环氧树脂或沥青粘固于基盘上。特点是盘面较坚硬，不利于抛光剂附着。使用时转速应适当放慢，600～800转/分钟为宜。适于祖母绿、琥珀、月光石、绿松石、欧泊、青金石、翡翠、软玉、玛瑙等凸面型宝石的抛光。抛光剂常用氧化铬、氧化铈等。
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