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磨料。 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。石、碳化硅和碳化硼。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。 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）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。
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。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。 6.2.2砂轮用途：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。
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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、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。
6.2.3磨盘 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。热压金刚石磨盘结构示意 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。电镀金刚石磨盘结构示意 （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。6.2.4抛光盘 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。 抛光剂常用氧化铬、氧化铈等。第3节辅料 6.3.1冷却液 （1）水 应使用清洁的水，如自来水。 特点：热容大，降温作用好，清洗力较强，能溶解多数非金属和金属氧化物，但润滑性较差，易使加工机械生锈。 由于水价低廉，适用性较好，被广泛用于宝石切割、琢磨、抛光等加工的各道工序。 （2）皂化液 一般用0.5％的肥皂溶液。 特点：热容较小，表面活性大，张力大，清洗力强，润滑性较好。 常代水用作冷却液。 （3）油 一般用柴油、机油。 特点：热容较大，降温作用较好，润滑性好，可防锈。 多用于封闭式切割机上，对机具的防锈和冷却都有利。 注意：油易燃，使用时要注意空全。 6.3.2粘结剂 用途：用于把宝石粘结固定在某些工具上，以便于加工。 常用粘结剂：一号胶、二号胶、红火漆、黑火漆、虫胶片、502胶等。 1、一号胶（绿胶） （1）配比成分 虫胶片40％、氯化松香15％、石膏粉35％、环氧树脂1％、白石蜡9％、氧化铬粉适量。 （2）制作方法 ①将上述原料碾碎，放在一金属容器内； ②加热熬制成糊状，要充分搅拌，加热温度以不起烟为限； ③在模具内洒适量滑石粉，将胶糊倒入，浇铸成条状。 2、二号胶（红胶） （1）配比成分 虫胶片45%、红火漆55%（松香30%、滑石粉63%、环氧树脂1%、氧化铁粉1%）。 （2）制作方法 ①熬制红火漆：先将松香放入容器内加热熔化，然后加入其它原料，充分搅拌均匀（若此时倒出冷凝即成为红火漆胶）。 ②熬制红胶：在红火漆中加入虫胶片，加热熬成糊状，然后浇铸成条状。 注意：加热时要充分搅拌，温度以不起烟为限。 6.3.3清洁剂 用途：清除宝石表面的残余粘胶、油污及其它杂质。 要求：应具有对不同附着物的良好溶解能力，又不致引起宝石表面新的污染。 常用清洁剂：乙醇、乙醚、汽油、丙酮、松节油、苯、甲苯、二甲苯、稀盐酸等。最常用的是乙醇。 第8章常见宝石的设计与加工要领
刚玉（红宝石和蓝宝石） 定向设计 1）定向设计考虑因素①多色性：刚玉宝石的多色性强,加工时要求根据其多色性特点进行定向。尤其是红宝石和蓝色蓝宝石多色性最为明显。红宝石的//C轴为橙红色，垂直于C轴为红色、深红色；蓝宝石的//C轴为蓝绿色，垂直于C轴为蓝色和深蓝色。因此，为了使刻面型刚玉宝石得到理想的颜色，红宝石和蓝宝石在加工时必须使台面垂直于C轴（下图左）。刻面型刚玉宝石的定向星光刚玉宝石的定向②星光效应：具平行密集排列的固体矿物包裹体发育的刚玉宝石，这类刚玉宝石加工时必须定向，才能使宝石显示出星光效应(上图右)。加工时，使弧面型宝石的底面或腰棱与C轴垂直。才能保证星光以弧面型宝石的顶点为中心，否则，会使星光偏移，甚至不出现星光效应。③生长环带：有些刚玉宝石生长环带发育，尤其是蓝宝石，六边形环带十分明显，设计时应使台面与色带平行，这样通过台面观察时，色带就会不明显。如果使台面垂直于C轴，则对宝石的外观有严重的影响，因此，对于这种情
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况应考虑使宝石的台面平行于C轴。 2）晶体方位判别方法对于不规则的晶体碎块和卵石，定向相对困难。可以利用其二色性和生长环带结构来定向。透明材料可用二色镜找出材料的不显二色性的方向，该方向即是C轴方向。晶体碎块还可以根据表面生长纹确定C轴方向。对于不透明又无生长纹的具星光效应的卵石只能借助色带来判断，色带的延伸方向C轴平行。可以将卵石放入滚筒或抛光机抛光，这时将显示星光的出露位置。
加工要领 （1）刚玉硬度大，韧性强，用80#—120#的金刚石砂轮冲坯加工。刻面宝石用180#及600#的钻粉进行粗磨和细磨，用W3.5的钻石粉在锡盘或锌合金盘上抛光，台面宽度58%，冠部和亭部主小面的切磨角度分别为37°和42°。弧面型宝石用100和400#的碳化硅砂布进行粗磨和细磨，用W3.5的钻石粉在带有弧形凹槽的木质抛光盘上抛光，最后用硅藻土再抛光一次可以提高其光洁度。 （2）注意加工过程中的发热问题。尽管刚玉导热性较好，加工过程中发热对宝石本身并无多大的影响，但发热可能使宝石从胶上脱落或移位。尤其在抛光过程中，发热可以造成宝石抛光面上产生火痕。 绿柱石（祖母绿和海蓝宝石）
定向设计 绿柱石是具有多色性的宝石，尤其是深色绿柱石的多色性比较明显，垂直C轴方向的颜色较深，平行C轴方向颜色较浅；不同颜色品种的绿柱石，多色性颜色的优劣方向也不一样。因此，加工设计时通常需要进行定向。此外，具有猫眼效应的绿柱石则更要注意定向。祖母绿的多色性，垂直C轴为翠绿、深绿色，平行C轴为蓝绿色，故垂直C轴方向的颜色通常较好，加工设计时应使刻面琢型的台面平行于C轴（下图a）；海蓝宝石的多色性，从无色、淡蓝色到蓝色，但通常是平行C轴方向的颜色较深或较好一些 ，因而加工设计时应使刻面琢型的台面垂直于C轴（下图b）；绿柱石（如祖母绿猫眼、海蓝宝石猫眼）的猫眼效应系晶体中含平行C轴定向密集排列的针、管状包裹体所致，加工设计时应使弧面型宝石的底面或腰棱与C轴平行，如果为椭圆弧面型则应使椭圆的长轴垂直于C轴，才能使猫眼光带聚集在椭圆长轴方向上（下图c）。(a)祖母绿定向(b)海蓝宝石定向?绿柱石猫眼定向3、加工要领 祖母绿宝石一般裂隙较发育，加工过程中注意过热造成的裂纹进一步扩大而破坏宝石。
加工要领 刻面宝石的造型一般是在钻粉磨盘或钻粉砂轮上完成。用260#和800#的钻粉磨盘进行粗磨和细磨。用钻粉或氧化铈或红宝粉在铝合金盘或锡盘或锡铅合金盘上抛光，可以获得满意的抛光效果。抛光时施加压力不宜过大，以免宝石破裂。冠部和亭部主小面的刻磨角度分别为42°和43°，台面宽度54%。 弧面型宝石用100#---120#的碳化硅砂布粗磨，用400#的砂布细磨，在皮盘上用刚玉粉抛光。也可用氧化铈在呢盘或毡盘上抛光，但效率太低。由于绿柱石裂隙发育，尽量不用氧化铬、氧化铁的易污染的抛光剂 金绿宝石（猫眼石和变石）
（1）宝石设计（1）款式的选择 透明的金绿宝石加工成刻面型宝石，款式以混合型最为常见。冠部为圆多面型，亭部为阶梯型。以最能体现变色效应、并尽量减少瑕疵为原则。变石的加工费用与其本身的价值相比可以忽略不计。黄色金绿宝石绿色金绿宝石金绿猫眼石 具猫眼效应的金绿宝石加工成弧面型宝石，中高凸面型、双凸型最为常见，上部曲率大，下部曲率小,主要是想增加宝石的重量，但是，如果猫眼宝石过厚会影响其单价，因为，宝石的真实厚度是以正常厚度、椭圆或圆形的厚度来计算的，多余的腰下部分价钱要扣减。另外为了使光带更明晰、灵活，顶部一般突起较高，底部通常不抛光。
（2）宝石的定向 变石具有极强的多色性，多色性变化为祖母绿色—淡黄色—鸽血红色，宝石的定向必须 从台面方向看到红色或绿色，也即是使台面与其中一种颜色方向垂直，这样才能充分地显示变石的变色效果。猫眼宝石的定向是使弧面宝石的底面与晶体C轴平行，若为椭圆形琢型还应使椭圆的长轴与C轴垂直（图金绿宝石猫眼的定向）。
（3）加工要领（1）金绿宝石具有良好的韧性，对热不敏感，尽管硬度大，仍然可在碳化硅砂轮上造型， 为了保证造型精度，用金刚石砂轮打磨更为合适。刻面型宝石用180#和600#的钻粉磨盘粗磨和细磨，用W2.5的钻石粉在锡或锌合金盘上抛光。刻磨的台面宽度为56%，冠部和亭部的主小面的切磨角度分别为37°和42°。（2）弧面型宝石用100#和400#的碳化硅砂布粗磨和细磨。用W3.5的钻粉或刚玉粉在带有环槽的木盘或有机玻璃盘上抛光.
电气石(碧玺)（1）款式选择 透明的电气石材料多加工成刻面型宝石，加工的款式为圆多面型和阶梯型。
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圆多面型宝石一般台面垂直于C轴，成品外形包括圆形和心形。阶梯型和椭圆多面型宝石台面平行于C轴。具猫眼效应的电气石应加工成弧面型款式。
（2）宝石定向 多数电气石具有较强的多色性，应将美丽、鲜艳的颜色放在与台面垂直的方向上。 有些电气石C轴方向为深绿色或深橄榄绿色，而垂直于C轴方向为鲜艳的草绿色或蓝绿色，定向则应使台面平行于C轴方向（下图a）。对于颜色较浅的电气石则台面应垂直于C轴。 对于多色的电气石，平行于C轴加工可以使刻面宝石显示多种颜色（下图b）,而对于西瓜电气石垂直于C轴加工也可以使同一宝石显示两种截然不同的颜色（下图c）。 具有猫眼效应的电气石，因管状包裹体平行于C轴分布，故弧面琢型的底面或腰棱应平行于C轴方向（下图d）。
（3）、加工要领 （1）造型工序在碳化硅砂轮上完成。刻面宝石用260#和600#的钻粉磨盘粗磨和细磨，用W2.5的钻石粉在锡合金盘上抛光。抛光过程中应不断地改变方向，压力也不要过大。冠部角和亭部角分别为43°和39°。 （2）弧面型宝石用100#和400#的碳化硅砂布研磨，用刚玉粉或氧化铬在皮盘上抛光。由于电气石中孔隙发育，抛光剂容易渗入而污染宝石，所以，抛光前应将孔隙封住。可以将宝石稍稍加热，然后投入熔化的虫胶中，冷却后，胶被吸入孔隙。抛光完成以后，将宝石防在酒精中，胶便被清洗掉 9.5橄榄石
加工要领 （1）橄榄石性脆，加工过程中避免压力过大，震动和冲击，以免造成宝石破裂。避免过热易造成橄榄石原有的裂纹扩大或产生新的裂纹。 （2）橄榄石的研磨和抛光注意事项：冲坯工序在碳化硅砂轮上完成，用260#和800#的钻石粉磨盘进行粗磨和细磨；用W2.5—W1.5的钻石粉在铅合金盘上抛光，可获得很好的抛光效果；如果采用刚玉粉或氧化铬在铅合金盘上抛光，可能会出现划痕，这时应改变抛光方向并降低抛光盘的转速；对于块度大的材料最好用有机玻璃或树脂盘抛光；橄榄石近于干抛时效果较好，但要注意发热。 （3）橄榄石的台面宽度为54%，冠部和亭部主小面的刻磨角度分别为43°和39°，可以使宝石获得很好的亮度。较高的冠部可以增强双折射，使宝石外观更加美丽。 石榴石
加工要领 ①石榴石略显脆性，对热的敏感性中等，加工过程中应避免机械震动，注意冷却，以防宝石破裂。 ②刻面宝石用260#和600#的钻粉磨盘进行粗磨和细磨。W2.5的钻石粉或刚玉粉在锡铝合金盘上抛光。台面宽度56%，冠部和亭部主小面的切磨角度分别为37度和42度。 ③弧面型宝石用100#---120#和400#的碳化硅砂布上进行粗磨和细磨，用刚玉粉或氧化铬在皮盘或毛呢盘上抛光。 尖晶石
加工要领 （1）尖晶石性脆，加工中施加压力不宜过大，应尽量避免机械震动，并不断保持冷却。 （2）造型工序在碳化硅砂轮上完成。用260#和600#的钻粉磨盘进行粗磨和细磨。用W2.5的钻石粉在锡铅合金盘上抛光，效果比较好。冠角为37°,亭角42°。 黄玉（托帕石）
宝石定向 ①由于黄玉有一组平行于底轴面的解理，因此，宝石定向必须使每个小面与解理面有不小于5°的斜交，否则，刻面将不能被抛光。再者如果定向使台面与解理方向垂直，则很容易在腰棱部位出现一些缺口。 ②黄玉的某些品种具有明显的多色性，垂直于解理面方向颜色最好，但由于上述原因该方向不能作为台面方向，所以，黄玉的设计中要把握好这两个方面。
加工要领 ①黄玉发育一组解理，易碎，加工过程中应尽量避免震动和冲击。 ②冲坯工序在碳化硅砂轮上完成。用260#和600#的钻粉磨盘进行粗磨和细磨。用W2.5的钻石粉在锡合金盘上抛光。抛光过程中压力不应过大，抛光盘旋转要平稳，否则将在抛光面上出现火痕。 ③台面宽度54%，冠部和亭部主小面的刻磨角度分别为43°和39°。 长石
宝石设计（1）加工款式 刻面型宝石透明的黄色正长石（下图a）和稀有的黄色透明的拉长石常常加工成刻面宝石，圆多面型和阶梯型是最常见的款式。由于品种稀少，长石的硬度低，一般作为收藏品。长石的解理发育，设计时应避免个小面与解理方向平行，至少台面不要与解理面平行，否则，宝石将无法被抛光。