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球磨機呈圓柱形，橫臥繞軸轉動的空筒，內有石（瓷）球或鋼球。在轉動時，附有研磨料的球在轉動中提高、滾下，在滾下時，球同的摩擦和撞擊使顏料聚集體分離。尤其是撞擊，對燒結的聚集體特別有分散效果，是球磨特有的性能，故宜用于難“分散的顏料。
在球磨中的研磨料黏度一般不直過高，過高會粘住球，失去滾下時的球間摩擦和撞擊，也不宜過低，過低使球間摩擦力（剪切力）過小。一般認為以丹尼耳流動點法作為參考是較合適的。
球磨中，球的表觀充填量約為表觀容積的一半，研磨料加入后，其料量剛能將球浸沒 .并適當的速度旋轉。該轉速是使球能隨著簡體的轉動而提起，措著球堆積成的坡面而滾下。轉速過慢，則不能將球帶到高處·而使所有的球沿筒壁滑下，并使筒壁和球磨損；轉速較慢，雖然球不會沿壁滑下，然而提升不足，使滾動長度縮短。轉速太快，刷將球提得過高，使球垂落而下；而不是滾下,這就減小了剪切作用，并可使球碎裂。如果轉速很快，則球就跟著轉，很少有剪切作用了。
在合適的研磨料黏度、裝球量和裝料量條件下，球磨在轉動對可聽到間斷的撞擊聲，而不是磨壁聲或無聲。
球磨的操作和管理比較簡單，且可防止溶劑揮發。但不可將顏料直接投入，應將顏料和漆料經預混合后再投入。否則對球磨來說，它的混合效率和效果都不佳。這樣做可不降低球磨應有的效率，可避免在筒兩端積聚生料，這些生料對刮板細度影響甚大。
