砥石

砥石（油石，磨石，磨刀石）用于切割和抛光金属或岩石的工具 。广义的砥石，不仅限于指手工研磨用的矩形磨刀石，也包含了用于连接到机床上旋转以用于零件制造和金属加工的大型圆盘砂轮等工业磨刀石。相比之下，工业用磨刀石在产值上要远高于手工用磨刀石。

种类

目数差异

根据砥石的目数来分，大致可分为三种类型：荒砥、中砥、仕上砥。

天然·人工

还有天然砥石和人造砥石的分类。

人造砥石在19世纪开始在美国制造。由于用的是同种磨料且很容易得到，所以现在这种砥石随处可见。人造砥石的原料主要是氧化铝和碳化硅，根据磨料和粘合剂的不同，还有其他多个种类。例如使用其他磨料的：金刚石、立方氮化硼、石榴石。

就天然砥石来讲，由于对刃部的损伤较小，并能更久的保持锋利度，所以到目前为止仍然受到很多研磨爱好者的推崇。天然砥石的原料主要是沉积岩和凝灰岩 ，用作的荒砥主要成分是砂岩成，仕上砥则是由细粒泥岩（ 板岩 ）为主要成分，其中放散虫化石和石英沉积岩据说作为砥石质量很好。

用途

它主要用于使金属制品的『刃物』恢复锋利度。根据应用，还有许多类型。用于手工研磨的砥石通常是矩形的，如果是安装在动力轮上，则通常是大型的圆盘形状。在动力轮旋转时，利用外侧边缘进行打磨。砥石是人类在远古期便开始使用的工具，直到现代社会，它仍被用于获得现代切削工具（车刀、钻头等）所无法达到的加工精度。

砥石选择时所参照的标准是：原料的类型，粒度（原料的粗糙度），粘合度（结合原料的强度），磨料密度（原料的浓度）和粘合剂（使粉末的原料固化的材料）等因素。通过这样做，可以高精度地研磨所有金属和非金属。

自古以来，砥石就被用于加工粗陶器和金属器具，并且在被应用于漆器。它的用途不仅限于加工硬质无机材料 ，也是涂漆前必不可少的工具。

历史

人类对磨刀石的使用由来已久，最早可追溯到新石器时代，在各时期遗迹发掘中，磨刀石都作为一种常用工具，被陆续发现。《山海经·西山经》已经有磨刀石的记载了。磨刀石，旧称砥砺，细者为砥，粗者为砺。磨刀石又可分为页岩、粉砂岩、砂岩等。松花石也是一种磨刀石，满清八旗入关前常以松花石制成磨刀石。
在日本，由于复杂的造山活动 ，深埋于地下深处受到地壳压力硬化的优质磨石由于地壳运动上升到可以开采的深度，因此在日本开采的磨刀石质量很好，现在已被出口到世界各地。 凭借这种高品质的磨刀石，日本已经发展出自成体系的磨刀技术，可以研磨高硬度的金属制品及对美观度要求较高的日本刀研磨 。在镰仓时代之后的武士时代，市场对砥石的需求迅速增加。在战争结束的江户时代 ，砥石木匠和市民中也开始广泛流传。

分类

关于人造磨石的分类，其形状和尺寸对于工业用意义重大，其磨料和粘合剂类型以及粒度分布对磨石的抛光能力有着较大影响。

1．磨料的种类

用作人造磨料的磨粒大致分为氧化铝 （ 刚玉 ）和碳化硅 （金刚砂）这两类。碳化硅的硬度较大，主要用于粗磨到中磨，氧化铝型具有较低的硬度但韧性 （磨料再粉碎）优异，用于中等磨削至精磨。 除了这两种类型外，人造金刚石和立方氮化硼也被用作研磨剂 。

（1）氧化铝（刚玉）体系

A　棕色氧化铝磨料，最常用的磨料。

WA　白色氧化铝磨料由于其高硬度和优异的可破碎性，主要用于精磨。

PA　浅红色氧化铝磨料比WA具有更高的韧性和更好的形状保持性。

HA　可压碎氧化铝磨料（灰色至蓝色）由刚玉单晶组成。 因为它以晶粒为单位被粉碎（粉碎后变成粉末），因此难以压碎并且适合于精确研磨。

AE　人造金刚砂磨料（灰黑色）高磨削力和较小自损。

AZ　氧化铝氧化锆磨料（灰色）硬度低但韧性高。

（2）碳化硅体系

C　黑碳化硅磨料主要用于粗磨。

GC　色碳化硅研磨材料用于粗磨和砥石面的修正。

2.粘合剂的种类

通过组合作为填料混合磨料形成磨石形状的材料称为粘合剂，其类型和制造方法如下

（1）玻璃（陶瓷）制法

与普通陶器一样，可溶性粘土和长石在约1300℃的高温下烧制以形成玻璃状物质。 该制造方法称为玻璃制法，玻璃化陶瓷用英语vitrified表示，意思是“玻璃化，陶瓷化”。起源于拉丁文vitrum（玻璃）。因为该种制法是经过烘烤和硬化的，磨石基本没有什么化学活泼性，所以化学性质很稳定。但是这种磨石相对比较容易在收到冲击后粉碎。并且，玻璃制法的磨石由于比较多孔，一般需要在使用前泡水10至30分钟。

（2）水泥制法

一种由氧化镁和氯化镁制成的水泥 （氯镁水泥）用作粘合剂，并通过化学反应硬化的制法。 与玻璃化方法相比，没有烘烤和硬化的过程，因此收缩小，并且当磨料颗粒度尺寸减小时磨石尺寸容易控制，所以通常用此制法来作中砥和仕上砥。 此外，由于氧化镁即使在固化后也溶解在水中，在使用前不需要长时间泡水，甚至直接洒水就能使用，且对刃口的伤害较小。该种制法的缺点也很明显：如长时间与水接触，则会趋于软化甚至破裂（皲裂）、长期吸附空气中的水分以后也会变软。另外，由于氯镁水泥作为粘合剂的同时也作为磨料存在，在研磨过程中试研磨物更容易生锈，需要格外注意。

（3）树脂制法

使用热固性树脂如酚醛树脂或环氧树脂作为粘合剂在约200℃的温度下固化的制法被称为树脂制法。对研磨的伤害更小与水泥制法，更广泛地被应用于对精度要求更高的工业研磨及其他精细研磨。

（4）其他制法

当使用人造金刚石作为磨粒时，存在一种烧结方法，将金刚石进行与玻璃制法类似的烘烤和硬化；以及电镀法，将人造金刚石像镀层一样使用诸如镍金属作为粘合剂固定在底板上。 电镀制法在初始状态研磨性能优异，但由于克研磨金刚石层是单层的，因此用烧结制法的砥石具有高的使用寿命。

此外，使用合成橡胶作为粘合剂的磨石已经商业化并被用于工业除锈。

3.目数

通常，计数用于表示磨石的磨削效率，该数值越小，磨削效率越高。 该计数由磨料在每一平方厘米的粒度决定。 一般来说，小于＃700的数量称为荒磨，＃700至＃2000称为中砥，超过这个目数的成为仕上砥。但是，这种分类方法没有严格的定义，并且有许多情况因生产厂家而定。此外，即使标为同一目数的不同产品，在使用时切削力的体现也会不尽相同。这还与上述不同制法所用的不同粘合剂有关，使用不同的磨料、在研磨时磨料再粉碎的能力都会对磨石的实际表现产生影响。另外，由于天然砥石的磨料分布不可能像人造砥石那样均匀分布，因此天然砥并不谈目数，而仅仅被简单分为：荒砥--中砥--仕上砥 而已。（很多人说，天然砥问目数的，基本就是外行）

4．结合度

磨石的硬度由称为结合度的指数来表示，就日标（JIS R 6242：2006の6.6.3）来讲，越接近A越柔，越接近Z越硬。一般来说，硬刀用软砥石来磨，软刀则用较硬的砥石更为合适。

关联

日本天然砥石产地分类

分类	荒砥						中砥										仕上砥
产地	和歌山県大村	長崎県大村		佐賀県唐津	愛媛県	兵庫県	京都府			熊本県	群馬県	福井県		岩手県		山形県	京都府				愛知県三河	長崎県対馬
砥石名称	大村砥	平島砥	大村砥	笹口砥	伊豫砥	但馬砥	青砥	門前砥	佐伯砥	天草砥	沼田砥	浄教寺砥	会津砥	雫石砥	夏屋砥	改正名倉砥	本山合砥	巣板	からす	内曇	白名倉	黒名倉

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参考文献

1.砥石. (2019, September 4). In Wikipedia. Retrieved 05:50, September 4, 2019, from https://ja.wikipedia.org/w/index.php?title=%E7%A0%A5%E7%9F%B3&oldid=74105604

2.《山海经·西山经》：“西南三百六十里，曰崦嵫之山……苕水出焉，而西流注于海，其中多砥砺。”郭璞注：“磨石也。精为砥，粗为砺。”