第四节 切割原理及其工艺
一、切割的基本含义
（一）切割的概念
宝石的切割也叫开料，是指用一定工艺方法切去无法加工的部分，然后将玉石原料从大块分割成符合加工设计要求的小块，初步实现“存有用，去无用”的操作过程。锯切法按照切割源类型分为金属刀具切割法、激光刀切割法及水刀切割法等。
（二）切割中的力
在玉石切割的过程中，主要受到三种力的作用，即摩擦力、剪切力及磨削力。当玉石原料与切割刀具一接触，产生的是摩擦阻力；当切割刀具在机械外力作用下，为克服向后的摩擦阻力继续向前运动时，就产生了剪切力；当我们用切割刀具在玉石的某一局部地区反复来回运动时，就产生了磨削力。这三种力其实是贯穿在玉石加工的整个工艺过程中的，只是不同阶段以不同的力为主体。在切割阶段是以剪切力为主体，在玉石切磨阶段是以磨削力为主体，三者并存，表现为特定的复合力形式。下面我们对这三个力进行简单介绍。
1.摩擦力
1）摩擦力的概念
两个互相接触的物体，当它们发生相对运动或有相对运动的趋势时，在两物体的接触面之间有阻碍它们相对运动的作用力，这个力叫摩擦力。有摩擦就有磨损，摩擦与磨损是相伴发生的。
摩擦力的产生必须满足以下四个条件，并缺一不可。
（1）两物体间相互接触。
（2）两物体相互挤压，发生形变，有弹性变形。
（3）两物体发生相对运动或有相对运动趋势。
（4）两物体间接触面粗糙。
2）摩擦及摩擦力的分类
摩擦力按摩擦时的润滑状态的不同，可分为干摩擦、流体摩擦、边界摩擦、混合摩擦（包括半干摩擦和半液体摩擦）四类，其中流体摩擦和混合摩擦中的半流体摩擦贯穿在整个玉石的切割、研磨以及抛光作业过程中。
（1）干摩擦。指两接触表面间无任何润滑介质存在时的摩擦。
（2）流体摩擦。指两接触表面被一层连续不断的流体润滑膜完全隔开时的摩擦。
（3）边界摩擦。指两接触表面上有一层极薄的边界膜（吸附膜或反应膜）存在时的摩擦。
（4）混合摩擦。指两接触表面同时存在着流体摩擦、边界摩擦和干摩擦的混合状态时的摩擦。混合摩擦一般是以半干摩擦和半流体摩擦的形式出现。
a.半干摩擦。两接触表面同时存在着干摩擦和边界摩擦的混合摩擦。
b.半流体摩擦。两接触表面同时存在着边界摩擦和流体摩擦的混合摩擦。
上述不同的摩擦类型，在摩擦发生过程中，其摩擦力的产生形式也会相应改变，形成不同类型的摩擦力。
3）摩擦力与加工
摩擦力伴随着玉石切磨的整个过程。恰当利用摩擦力可以使玉石加工顺利进行，反之，则可能带来损失，如玉石损坏，玉石设备损坏，甚至导致人身伤害。
对于玉石材料成形而言，各种工艺过程变量（包括载荷、滑动速度、温度、润滑剂组成成分和材料性质以及表面形状等）在其成型过程中对摩擦力产生影响，而反过来摩擦力又在很大程度上受变量的影响。
但由于大多数成型工艺过程在本质上都是非稳定的，在不同界面区或不同时间内将会出现不同的摩擦状态。从微观角度来看，加工设备与玉石材料的接触表面是凹凸不平的，并且在不断变化着。玉石加工产生的摩擦力亦有其特性。接下来我们将分析摩擦力在玉石加工的三大工序中的应用。
（1）摩擦力在锯切中的应用。在玉石锯切过程中，锯片锯切玉石时，锯片与玉石间便产生了相互挤压及相对运动的趋势，因此产生了摩擦阻力，此时的摩擦为混合摩擦。锯切时摩擦力与剪切力形成了一对作用力与反作用力。
锯切时的摩擦速率受多种因素的影响，如锯片的转速，玉石材料的硬度、块度，进料压力等。此外，玉石材料被固定的松紧度对摩擦速率的影响也很大。如果玉石材料固定得不紧，锯割过程中的进料压力和振动将造成材料的摇摆和滚动，从而增加锯片与玉石材料之间的摩擦力，致使摩擦速率降低。玉石材料的滚动会阻碍锯片，甚至会使锯片损坏，导致锯切效率降低。
（2）摩擦力在琢磨中的应用。琢磨玉石时，磨盘与玉石之间的摩擦形式为混合摩擦。摩擦力与磨削力形成一对作用力与反作用力。摩擦系数是一定的，所施加的压力越大，磨削速度越快，相对的琢磨效率也越高。但是在琢磨过程中，由于摩擦力做功会产生大量热量，因此要注意采取冷却措施，避免热量过大造成玉石破裂受损。
（3）摩擦力在抛光中的应用。抛光玉石时，抛光盘与玉石之间存在着一定的摩擦力，而抛光剂则减小了两者之间的摩擦力作用，使抛光得以顺利进行。所以此过程的摩擦力形式为液体摩擦。如果感到摩擦力增大，表明抛光面变干，应注意及时补给抛光剂、抛光油。在抛光过程中同样要避免摩擦生热，考虑到冷却液会将抛光剂带走，因此抛光时一般不添加冷却设置，而是通过降低抛光盘的转速或暂停抛光的方法来实现降低被抛光玉石的温度。
2.剪切力
1）剪切力的概念
两个物体接触并产生相对运动或相对运动趋势时，在其表面间会产生一种摩擦力作用。用肉眼看到的光滑固体表面，在放大镜下观察时，其实表面是凸凹不平的，好像布满了高峰山谷一般。因此，当两个物体相互接触时，真正接触的只是物体表面的峰丘。在这些真正接触的区域内，两个接触表面的原子非常接近，原子之间具有非常强的相互作用力。在接触点以外的其他区域，两物体表面的原子之间的距离比较大，从几埃到几十埃。这些原子之间的相互作用力比较弱，与真正接触区域相比可以忽略不计。而接触区域的面积之和要比物体表面积小得多。当两个接触面发生相对滑动的时候，势必要以剪切的方式破坏原来所有的接触点，使两个接触表面的凸起部分相碰撞而产生断裂、磨损，从而形成了对物体运动的阻碍。这时平行于接触表面而使接触点破坏的作用，就是剪切力的作用。
应用到玉石宏观方面来理解剪切力的话，可以把剪切力简单定义为两种玉石材料相邻层间的相互“切磋”力，即一种玉石材料把另一种玉石材料切断、劈开的力量。
2）剪切力的特点
剪切力具有以下特点。
（1）接触面积小。此时的接触面积是指相互接触时的作用面积，极小的接触面积有利于产生较大的压强，以便实现剪切作用。生活中斧子刀刃很锋利就是为了减小作用面积，增加剪切强度。
（2）作用力大。要想实现剪切作用，必须获得一个较大的压强，以破坏材料之间的黏结力。因此这就需要剪切力具备很强的作用力。
（3）相互作用的两物质具有较大的硬度差异。由于剪切是高硬度物质将低硬度物质切断，因此剪切力必须发生在两个不同硬度的物质之间，即两物质具有硬度差异。或者发生在同一物质具有不同硬度的部分之间，即该物质的不同位置上具有差异硬度。
3）剪切力与加工
在玉石加工工艺中，玉石原石的修整、分割都是利用剪切力来完成的。
玉石在被锯切分割时，锯片切入玉石，玉石材料发生形变，形成剪切力。该力实质上是由克服玉石弹性变形和塑性变形的力，以及锯片与玉石和锯片与锯屑之间的摩擦力共同构成的。
在剪切过程中，剪切力可使锯屑变形，锯片与玉石、锯片与锯屑之间的摩擦共同产生了大量的剪切热。剪切热产生之后，大量的热量被切削碎屑带走，周围介质也带走微量剪切热，余下的热传到玉石和锯片中。剪切热会对锯片造成巨大的伤害，所以锯切时应尽量减少剪切热的产生，改善散热条件。
在一定的温度和压力下剪切玉石材料时，由于切削碎屑随锯片流失的阻力很大，流速很低，所以当玉石材料与锯片的摩擦阻力超过切屑本身分子间的结合力时，底层的玉石切削碎屑被阻滞并黏附在锯片上，长出一个瘤状的玉石块，这就是积屑瘤。这会让剪切效率大打折扣。因此在切磨时一定要注意及时清理玉石切削碎屑。
3.磨削力
1）磨削力的概念
磨料与玉石坯料之间的相对运动及相互挤压产生的摩擦作用，形成磨削力，此力通过磨料颗粒尖顶，对玉石表面实行压碎和切削，工作面上磨削下来的碎屑不断被冷却液带走，依次逐步完成对原石的切割或研磨。
磨削力是磨具与玉石坯料之间互相作用而产生的作用力和反作用力。它主要由玉石的形变及玉石与磨具间的磨擦而产生。通常来说，玉石对磨粒的压力越大，磨具线速度和磨擦系数越大，则磨削力也越大，反之磨削力就越小。磨粒对玉石的磨削作用主要有两个方面:对玉石表面产生压碎作用的径向压力；对玉石表面产生切削作用的切向力。
2）磨削力的分类
一般认为，磨削力主要来自于琢磨过程中磨料对材料的摩擦切削作用，此外还有冲击压裂作用和化学水解作用的参与。
（1）摩擦切削作用。首先分析一下单粒磨料颗粒对玉石材料的磨削力和磨削作用，如图4-4-1、图4-4-2所示。
单粒磨料对玉石的磨削作用有两个方面。
图4-4-1 单粒磨料对玉石的磨削力分析
图4-4-2 单粒磨料的磨削作用力分析
一是对玉石表面的压碎作用，主要由径向压力Fn产生，使磨粒尖棱角部分压入玉石表层（深度为h），并再产生范围更深的碎裂。
二是对玉石表层的切削作用，主要由切向压力Ft产生，使磨粒尖棱角部分对玉石产生侧向挤压碎裂，并带出碎屑，形成一切向凹痕。
单个磨料颗粒对玉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磨削凹痕相互穿插叠加就形成了面磨削作用，使玉石表面形成高低不平的凹凸层，其深度相当于磨粒压入深度h，也称磨削深度，如图4-4-3所示。
图4-4-3 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，被磨削的玉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的性质，从而加快磨削剥离速度，如图4-4-4所示。
（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，同时还可能与玉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，如图4-4-5所示。
3）磨削力与加工
图4-4-4 冲击压裂作用示意图
图4-4-5 水解裂挤作用示意图
磨削力是磨具与玉石坯料之间互相作用而产生的作用力和反作用力。它主要由玉石的形变及玉石与磨具间的磨擦而产生。实际上是摩擦阻力与扭力和剪切力的综合作用力。而玉石的切磨是通过磨削力来实现的，主要依靠高硬度磨料对原石进行磨削。
磨削力与接触面的压力、磨具的线速度和磨料的磨擦系数三个因素有关。一般玉石对磨粒的压力越大，或者磨具的线速度越大，再或者磨料的磨擦系数越大，则加工中产生的磨削力也越大，反之磨削力就越小。
磨削作用时磨料与玉石材料之间的相对运动及相互挤压作用，形成磨削力。此力通过磨料颗粒尖顶，对玉石表面实行压碎和切削。工作面上被磨削下来的碎屑不断被冷却液带走，以此逐步完成对玉石原石的切割和研磨。
磨粒的磨削力越大，一般其单位磨削深度就越大。磨削深度的增大，反映单粒磨料的负荷也增大，从而使磨具磨损加快。因此，过大的磨削深度是不可取的，它不仅破坏了磨粒，而且使玉石表面产生崩口或使玉石破裂程度加重。
磨削力还受玉石的进料压力、磨具运转的线速度及磨具质量性能的影响。因此选择适当的进料压力、磨具线速度和磨具，对于提高磨削效率、减小磨具损耗都有重要的意义。
二、切割工艺原理
玉石加工前，通常需要先将玉石切割成一定形状的块状坯料，然后再加工成所需要的形状。在玉石加工的传统切割工艺中，应用最多的还是锯切法。锯切法按照切具的材质类型又可分为三种工艺方法:金属刀切割法、激光刀切割法和水刀切割法。
（一）玉石的切割方式(https://www.daowen.com)
1.锯切法基本原理
锯切法原理在传统上是用锯片带动磨料对玉石材料线性磨削解料的过程，现在是用带有磨料的合金锯片直接对玉石材料进行线性磨削分割，也可用水刀或是激光刀直接对玉石材料进行切割。如图4-4-6所示，磨削颗粒在支撑体（锯片）的带动下对玉石材料进行磨削，所产生的磨削力主要是侧向力，使磨削作用面呈线状向玉石材料纵向发展，形成切缝以及切缝两侧的微破碎层，从而使玉石材料分割开来。
图4-4-6 玉石锯切方式示意图
2.锯切法适用对象
锯切适用于以下几种情况。（1）大块玉石原料，主要是中低档玉石原料。（2）解理、裂隙下发育的玉石原料，或有裂隙但使用劈切法无足够把握的玉石原料。
（3）玉石原料块度不大，但形状不合适，需要修整去掉不必要的部分。
3.锯切法的操作方法
对玉石原料实施锯切时，首先要清理切割机的载石台，然后开启玉石切割机和冷却水开关。此时手持原石或将玉石夹于小型夹具上，用力均匀而平直地推向锯片，让锯片沿事先画好的切割线进行切割。刚进料时，速度要慢，用力要适当，否则极易伤及手指。中途进料顺畅时可适当加快进料速度，当玉石快切割完毕时，务必降低进料速度，以免产生崩口。
锯切时需要注意以下三点。
（1）锯切时遵循先外后内、保大弃小的原则，沿裂隙较深的方向或弃料较多的部位进锯，进行切割。
（2）进锯时要用力均匀，手持玉石平直、缓慢地向前推进，切忌歪斜或强制进料，否则会引起锯片变形，导致锯片夹锯或切割线偏离，造成人体伤害或玉石原石损失。
（3）切割过程中，要不间断地用水喷淋锯片，保持锯片冷却。否则高温不仅会导致锯片上的钻粉过早脱落，而且会使玉石炸裂。
（二）玉石的切割方法
1.机械切割法及其原理
1）机械切割法的基本原理
机械切割法是利用涂附有金刚石粉或其他磨料的金属刀具通过异质磨削或者同质磨削来切割玉石材料的方法。机械切割法因为其优良的性价比，实际上已成为现在应用最为广泛的一种材料切割方法。机械切割法的关键就是金属刀具。切割时用什么样的刀具就会有什么样的切割效率和结果。金属刀就是指以纯金属如纯钢或者合金作为刀基，上面附有或镀有金刚石粉等磨料的圆盘。在机械马达的带动下，金属刀通过反复地线性磨削来切割开玉石原料。
2）影响机械切割的因素
（1）金属刀基材的柔韧性。如果金属刀的基材是碳化钢，则其柔韧性较好，可以很牢固地压入不同材质，应付不同质地的玉石材料的切割。
（2）金属刀基材的厚直比。金属刀基材的厚直比指其厚度与直径的比例。如果大于等于0.1则其盘厚太大，容易消耗过多的材料。如果小于等于0.01，则切割盘就太薄了，切割时金属刀片易弯折受损，且切割出的小料也会走形，所以厚直比最好在0.05左右。
（3）金属刀涂附层的性质。金属刀上的涂附层，通常是为了切割而镀上的一层厚度不等的磨料层。现在镀钻石涂层的较多，因为钻石的硬度高，切割性能最好。但是这个涂附层并不是像磨盘一样均匀地涂满其圆形盘面，而是在刀具的锋口边2～3cm的范围内涂附。要是好的刀具，往往要在这个区域内实施多次反复涂附以加强其切割的性能。
（4）材料自身的特性。此外，材料自身的理化特性也会影响到切割的效率。如果材料本身的解理发育或者热稳定性不好，那么切割时就会出现玉石破裂或者变色的现象。
（5）水冷装置的存在。没有水冷装置，切割玉石时，如果金属刀具转速过快，刀具与玉石原料之间会因为摩擦生热而产生火花，严重时会使玉石不规则破裂，所以必须要有合适的水冷装置，可以随时使刀冷却，并且要有与冷却装置配合的排水装置。这样一冷一排才能进一步提高玉石的切割效率。
3）机械切割法的分类
机械切割法按其所用的金属刀形式可分为两类:一种是圆片形金属刀机械切割法；另一种是线性金属刀机械切割法。前者是用圆片形的金属切割刀进行机械切割的，后者是用镀有金刚石磨料层的金属丝来实现切割的。它的原理和我们用线来分割松花皮蛋是一样的。
两种类型的切割法各有千秋，所适用的范围也不尽相同。圆片形金属刀切割法适合切割比较小的原石块料。大的原石往往由于刀具半径的限制而无法切透，而且圆形金属刀片过大时易发生弯折，所以圆形金属刀在切割大料时精度不高。而线性金属刀则正好与之相反，它是专门用来切割大料的，切割精度高，而且省料。但是线性金属刀的使用寿命不长，需要及时更换，所以其所需费用相对较高。因此两者各有特点，需要大家灵活应用。
2.激光刀切割及其原理
1）激光刀切割的基本原理
激光刀切割是利用聚焦的高功率激光束照射玉石材料。光束被玉石材料吸收，当激光超过一定的功率密度后，引起照射点材料的温度急剧上升，当温度达到沸点后，材料会形成孔洞。随着激光束与玉石材料的相对位移，最终使玉石材料形成切割缝。
2）影响激光刀切割的因素
（1）激光光学特性。只有当光束的偏振方向平行于切割方向时，材料对光的吸收系数最好。实际切割时采用圆偏振镜，以获得各方向宽度相同、平直的切缝。
（2）材料自身特性。材料的表面状态、反射率及吸收率、密度、熔化热、汽化热、热传导率、热扩散率等对激光切割可产生较大的影响。
（3）常规工艺参数。激光切割受激光功率等参数的影响。经实验证明，随着激光功率增加，切割速度和切割厚度同样会增加。
3）激光刀切割法的分类
用于切割的激光源有脉冲和连续两种工作模式。一般来说，采用脉冲工作方式，不仅可以显著减小热影响区，而且可以有效提高切缝的表面质量，但连续激光切割可以大大提高加工效率。
3.水刀切割法及其原理
1）水刀切割法的原理
将水流增压至250～400MPa以上，在孔径很小（一般为0.15～0.35mm）的喷嘴的约束下，形成高速“水箭”，速度达800～1 000m/s（约为三倍音速），这一高速“水箭”俗称“水刀”。它能够直接用于清洗或切削软性材料，如木材、皮革、橡胶等软质材料；而在“水箭”中混合适量的磨料，则几乎能够穿削任何质地坚硬的材料，如岩石、玻璃、钢板等。
2）水刀切割法的分类
水刀切割可分为两类:一类是纯水切割；另一类是加砂切割。
（1）纯水切割。纯水切割法是最早使用的水切割方法。第一次商业应用始于20世纪70年代中期，用于切割瓦楞纸板。纯水刀最大的应用是切割抛弃式尿布、棉纸和汽车内饰件。对于棉纸和抛弃式尿布，与其他技术相比，水刀技术在材料上留下的水分最少。
纯水刀的特点是:水流非常细（常见直径范围为0.101 6～0.254mm）；有非常清楚的几何形状；材料切割损失少而且不产生热量；切割的厚度可以很大也可以很小；切割速度快且切削力极小，适用于软、轻质材料切割；所使用的夹具很简单，适用于24小时的连续使用。
（2）加砂切割。加砂切割法与纯水切割法稍有不同。在纯水刀中是有超音速水流侵蚀材料，而在加砂水刀中则有水射流加速砂料颗粒，然后由这些颗粒（而非水）侵蚀材料。因此加砂水刀的切割能力比纯水刀强大成百上千倍。纯水水刀和加砂水刀都有其用武之处。纯水水刀可切割软质材料，而加砂水刀则切割如钢材、玉石材料、复合材料和陶瓷等硬质材料。
加砂水刀的特点是:水流细，可以切割非常复杂的几何形状，可以切割很薄的材料，也可以切割很厚的材料，还可以堆积切割；材料损失非常少，而且切割力小，操作方便；切割过程中产生的毛刺很少或无毛刺。
3）影响水刀切割的因素
（1）高压水压力。水刀的切割深度与高压水压力呈直线关系，通常可整理成以偏离原点为起点的直线。高压水射流切割时，由于受到玉雕件材质及水枪参数的影响，高压水喷出的压力存在一个临界值，当水压力低于该临界值时，就不能实现对玉雕件的切割。实验证明，采用纯水切割法来切割塑料或者采用加砂切割法来切割金属材料时，随着被切割材料抗拉强度的增大，切割临界水压力逐渐升高。
（2）切割速度。切割速度不但影响切割能力，也影响到切割质量。实验证明，水刀的切割速度与切割深度大致上呈反比关系，即切割速度增大时，切割深度就减小。另外，切割厚度相同的低碳钢和不锈钢时，其切割速度基本上是相同的；而切割相同厚度的铝合金和钢材时，前者的切割速度为后者的两倍。当板厚一定时，切割速度存在一个极限值，当切割速度大于该极限值时，就不能实现切割。同时，切割面积速度的最大值不产生在高速切割薄板时，也不产生在切割厚板时，而是产生在切割介于两者之间的板材时，此时切割能力最大，故往往把接近切割面积速度最大值的工艺参数作为最佳切割参数。当切割速度较慢时，形成上窄下宽的切口；而当切割速度过快时，则形成上宽下窄的切口，并且切割面的倾斜角较大，同时出现热切割中常见的后拖线，粗糙度也变差；当切割速度适中时，可获得上口与下口同样宽度的切口（即垂直切割面）。试验表明，最合适的切割速度，即可获得最佳切割面的切割速度，约为极限切割速度的2/3。因此，在实际应用中，根据切割效率与切割质量的不同侧重点，可选用不同的切割速度。
（3）喷嘴孔径。水刀喷嘴孔径的尺寸大小直接影响到喷出的水流量，进而影响到水刀的切割能力。喷嘴孔径增大，从喷嘴中喷出的高压水流量也增大，切割能力相应提高。采用纯水切割法进行切割时，喷嘴孔径与切割深度的关系大致为正比关系；采用加砂切割法进行切割时，随着喷嘴孔径的增大，切割深度也增大，即切割能力提高。在试验中数据的边线略呈曲线，但大致上呈直线。
（4）喷嘴高度及割枪倾斜度。喷嘴高度越大，水刀的切割深度越浅，但应当注意的是:当水刀喷嘴高度过大时，切口上缘会出现塌肩现象；但喷嘴高度小于2mm时，切割深度反而减小，故实际切割时喷嘴高度一般取2mm。采用纯水水刀切割法切割时，割枪大都与玉雕件表面垂直。在对玉雕件进行剥离、冲洗及切削加工等场合则宜使割枪倾斜一定角度，以便提高切割能力。割枪向后倾斜约10°时的切割深度为最大。
（5）重复切割时的切割深度。在对切割质量要求不太严格的情况下，高压水射流可以沿着同一割线反复地进行切割直至把材料割断。通常使用割枪旋转的回转式切割机，喷嘴孔相对割枪的轴线有一定的倾斜角。随着切割次数的增加，实际的喷嘴高度不断增大，总的切割深度不断增大，而每次切割的深度逐渐减小，总的切割深度的增加量也相应地逐渐减小。
（6）磨料的种类、粒度及供给量。加砂水刀切割法中磨料对切割能力有重要的影响。当磨料硬度高于某一临界值时，切割深度出现一个突变性的提高，而一些砂粒状磨料，如橄榄石、石英砂、硅酸铝及金刚砂等，其硬度均高于常用的大多数磨料，但切割深度并未随硬度的升高而增大。切割能力的大小取决于磨料的颗粒结构和韧性。尖角状的磨粒比圆角状的磨粒具有良好的切削刃，韧性好的磨粒在被粉碎之前比脆性磨粒能保持较长的切削刃，故切割能力较强。比如铜炉渣，其颗粒硬度虽然低于金刚砂，但具有尖锐的棱角，其切割速度反而比金刚砂快30%。所以在磨粒硬度高于被切割材料硬度的前提下，宜选用尖角状、韧性好的、硬度较低的磨料，而不选用硬而脆的磨料。
此外，加砂水刀切割法中所添加的磨料粒度对切割速度也有重要影响。每一种磨料只有在其最恰当的粒度大小下才能使其切割能力达到最大值。比如采用石榴石做磨料时，磨粒的平均粒度为200μm最合适，因为当粒度小于该值时，切割深度随着粒度的增大反而减小。另外，当要求获得较光滑的切割面时，通常采用粒度较小的磨料，不过切割能力会有所降低，常用的磨粒度为50～500μm。
（7）被切割材料的材质。纯水水刀切割法仅适合于切割材质较软的材料，并且起始切割临界压力与被切割材料的抗拉强度有关。另外，水射流的切割能力还与材料的硬度有关，在其他条件不变的情况下，随着被切割材料硬度的增大，高压水射流的切割能力逐渐下降。
而采用加砂水刀切割法切割时，切割面积速度的大小还与被切割材料的断裂能有关。对于脆性材料切割面积与陶瓷类材料的断裂能有一定的关系；而对于延展性材料来说，几乎与它们的断裂能都有关系。
4.其他切割法简要介绍
除了上面所讲的金属刀机械切割法、激光切割法和水刀切割法外，随着人类科学与技术发展的日新月异，特别是材料技术和科学的发展，人们又发明了一些新的技术和手段来切割玉石材料，其中切割技术更新发展最快的是钻石。
近年国外出现了一些新型锯钻法，如超声波锯钻法、高能电子束锯钻法和电蚀锯钻法等。其中超声波锯钻法是利用电磁导致的高频振荡（2～20万赫兹），作用在薄锯片（0.05～0.08mm）上，带动金刚石粉磨料磨削钻坯以实现切割。其优点是稳定性好，效率高。但其对操作和材料的要求都较高。在操作方面，它要求进刀速度和压力要均衡，稍有不慎，就可能损毁锯片和钻坯。材料方面，要求钻石原石必须较纯净，没有裂隙存在。如果钻石中含有一些微小的羽裂就不能用超声波进行切割。
高能电子束锯钻法与激光锯钻法的原理相同，只是能量束不同。它们都是利用高能粒子束轰击钻坯，瞬间在两者接触面上产生的极高温度（＞1 500℃），使面上钻坯汽化，从而达到切割分离钻坯的目的。其优点有三个:一是切割方向不受钻坯晶体面网差异的影响，可以切割任意形状的复杂钻坯，适用面较广；二是切割速度快，效率高，不用换刀具，可实现连续切割；三是精度高，稳定性好。当然，它也有缺点，主要是钻坯损耗较大。因为除了汽化部分外，在切割面上还有一层薄石墨层，在石墨层下还会有微裂纹层，它是高温产生的破坏层，在后续的磨钻工序中必须磨削掉。
三、影响切割效率的因素
1.切割用刀具
“工欲善其事，必先利其器”，是说一个做手工艺产品的人，要想把工作完成，做得完善，应该先把工具准备好。可见工具对加工效率的影响是多么重要。因此切割用刀具是影响切割效率的首要因素。在切割时须选用性能较好的切割盘来切割。
2.切割盘转速
切割盘转速的快慢决定了单位时间内参与切割的磨粒数的多少。因此要想有效提高切割效率可增加切割盘的转速。
3.切削热积累
热量增加会降低磨粒的磨削性能，从而影响到切割的效率。另外温度过高还会损坏宝石与玉石，因此加工中需要及时冷却。
4.玉石的硬度
玉石的硬度是由玉石材料内部质点间的作用力强度决定的。硬度越大，材料质点间作用力越强，材料越不易被切割、研磨，因此高硬度玉石材料切割效率较低。
5.进料的速度
玉石的研磨效率还受到进料速度的影响。在一定的限度内，进料越快，效率越高。但一旦超出限度将会对玉石造成损害。因此若想掌握进料的速度，必须在实践中不断的探索。
6.切割液的选择
合理地选用切割液，可以带走大量的切割热，降低切割温度，改善切割时摩擦面间的摩擦状况，减少刀具磨损，降低动力消耗。因而合理选用切割液是提高切割效率既经济又简单的一种方法。
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