寶石加工工藝特點及技術要求模板

第1章寶石加工實踐證實，大多數(shù)寶石原料全部必需經(jīng)過一定加工琢磨工藝處理后，方能顯示出其完美品質(zhì)，“玉不琢，不成器”，就是這個道理。越是高級寶石，越需要精細設計加工才能取得更為理想佳品，所以，寶石加工工藝優(yōu)劣是決定寶石價值和檔次高低關鍵依據(jù)。寶石加工開始于10000多年前舊石器時代，大家最早期手工勞動作品是不成對稱型裝飾品。在舊石器時代末期至新石器時代，寶石加工工藝不停提升，大家學會了拋光。所以，寶石加工是一項很古老工藝和藝術。中國是加工琢磨寶石最早國家之一，所以歷史上出現(xiàn)過很多著名寶石加工大師，如秦朝烈裔，金朝邱處機和明朝陸子岡等。今天，因為科學技術進步，寶石加工在操作技術上已在逐步由手工業(yè)向機械化、自動化發(fā)展，加工藝術性更趨成熟，愈加精湛，加工效率大幅度提升，這為滿足社會日益增加對珠寶需求和需要多樣化提供了技術保障。1.1工藝特點及技術要求1.1.1工藝特點寶石加工即使隨科學發(fā)展而不停進步，但因為受本身要求和性質(zhì)制約，它含有部分固定、相對穩(wěn)定工藝特點。1、減法出造型減法出造型是寶石加工工藝技術本質(zhì)。寶石加工是經(jīng)過琢、磨等基礎工序完成，所謂“琢”就是切開，也就是將寶石原石中不需要部分切除，或?qū)⒋髩K原石切成所需要小塊，同時又為后面磨工藝留下一定余量?！澳ァ奔粗改ハ?，也是去除余料，所不一樣是琢和磨技術方法存在顯著不一樣，磨包含倒棱、圈形、粗磨、細磨和拋光等關鍵工序。琢磨減法性質(zhì)要求寶石加工必需是漸近、正確，減量逐步降低趨零，減多或降低全部不會出現(xiàn)高質(zhì)量成品，嚴重者可能會浪費原料，造成巨大損失。所以，寶石加工需要優(yōu)異技術和豐富實踐經(jīng)驗，更需要在加工前對寶石原料進行認真研究，并依據(jù)具體寶石原料特征作出周密細致設計。從某種意義上說，寶石加工工藝技術是實現(xiàn)寶石設計思想手段。2、手工藝性因為寶石原料特征千差萬別，能夠說世界上沒有兩塊特征完全相同寶石，這使得寶石加工極難大批量一模一樣地進行生產(chǎn)，尤其是高級寶石，成品重量和造型很大程度上由寶石大小、形狀和其它性質(zhì)所決寶。一塊寶石往往只能加工一樣或幾樣不一樣產(chǎn)品，而另一塊寶石加工出來成品則可能完全不一樣，不管在大小和重量上，或琢型上全部會有很大差異。所以，盡管寶石加工設備機械化和自動程度可能會越來越高，但寶石加工具體操作和加工關鍵步驟則可能永遠是手工。3、不一樣寶石種類加工技術有所不一樣因為不一樣種類寶石在性質(zhì)、質(zhì)量、價值等方面存在著較大差異，所以，要求不一樣加工技術和方法。部分關鍵寶石（如鉆石、翡翠和軟玉等）因為受本身性質(zhì)、特征和價值影響，還形成了部分專門加工工藝和技術，例鉆石加工、玉雕、有色寶石加工等。當然，全部這些不一樣加工工藝，就其本質(zhì)而言全部是一樣，全部是離不開琢、磨和拋，不一樣之處關鍵是具體工藝技術和精度要求不一樣，從而使加工使用設備、磨料等也會有較大差異。4、加工款式不一樣，對寶石加工工藝要求不一樣寶石加工必需完整、正確地反應設計方案，即是說，不一樣設計(關鍵是造型或款式)方案給寶石加工工藝和技術限定了范圍，刻面型寶石必需使用刻面型加工工藝，弧面型寶石必需用弧面型加工工藝，玉雕必需玉雕加工工藝等。即是說，不一樣琢型對加工工藝要求是不一樣。1.1.2技術要求寶石加工并非是全部些人全部能完成工作，寶石加工對加工人員有較專門技術要求，尤其是對于鉆石、紅寶石、翡翠等高級寶石，其技術要求應該愈加嚴格。最起碼要求有：（1）熟練掌握所加工寶石物理化學性質(zhì)和加工性能；（2）熟練掌握寶石加工設備結(jié)構、操作方法和使用范圍；（3）熟練掌握不一樣種類寶石加工工藝步驟、操作規(guī)程和技術方法；（4）能正確無誤地了解寶石設計方案，并正確地經(jīng)過加工工藝操作實現(xiàn)設計意圖；（5）能對加工成品質(zhì)量和價值作出較正確而合理評定。要達成上述基礎要求，需要在掌握寶石學、寶石加工工藝學等相關基礎知識基礎上，經(jīng)過較長久具體加工實踐。專業(yè)知識越扎實，實踐經(jīng)驗越豐富，加工水平就越高。1.2常見設備和工藝材料1.2.1常見設備要把寶石原料(礦物或巖石)琢磨成寶石，必需借助于一定加工設備。而加工設備實際上是隨科學技術發(fā)展而不停改善和發(fā)明?，F(xiàn)在寶石加工設備種類已相當繁多，但依據(jù)其在加工中作用，關鍵可將另工設備分成下列幾大類。1、切割設備切割設備關鍵用于寶石原料分割.其具體用途有:（1）分割原石：即把大塊料分割成小塊料，或把大塊料上廢料剔除；（2）預形：即把毛料修整為初步造型(毛壞)。依據(jù)用途不一樣，切割設備又可分為下料機(或開石機)和修整機兩大類。下料機(開石機):關鍵是用于分割大塊原石，其結(jié)構比較簡單，關鍵部件有：鋼質(zhì)主動軸和軸承、冷卻裝置、支撐和進料裝置、防濺罩、電動機和皮帶等（圖3-1-1）；切塊機（切塊、切條和切粒等）體積比開石機小，關鍵用途是把中等大小原石切成片、條和小塊料，其結(jié)構和開石機類似。圖3-1-1開石機結(jié)構示意圖1.原石；2.原石夾；3.托盤；4.滑機；5.防濺罩；6.鋸片；7.法蘭盤；8.主動軸；9.軸承；10.電動機；11.砂漿槽修整機：關鍵用于小塊寶石(珍貴寶石)切割和毛料修理。其結(jié)構簡單，關鍵部件有：電動機、冷卻機、載物臺、鋸片、防濺罩、軸承和主動軸、皮帶輪和皮帶、有機玻璃防濺板等(圖3-1-2)。圖3-1-2修整機結(jié)構示意圖1.電動機；2.冷卻液箱；3.載石平臺；4.鋸片；5.防濺罩；6.軸承主動軸；7.皮帶輪和皮帶；8.有機玻璃防濺罩2、磨削設備關鍵用于磨削寶石使之出造型。依據(jù)磨削方法和磨具不一樣，磨削設備可分以下多個：（1）輪磨機：關鍵功效是給寶石倒棱和圈形，即磨削寶石毛坯使之成造型雛型。其關鍵部件是：軸承、主動軸、冷卻水管、防濺罩、砂輪、法蘭盤、水槽等（圖3-1-3）。圖3-1-3輪磨機結(jié)構簡圖1.軸承；2.主動軸；3.冷動水管；4.防濺罩；5.砂輪；6.法輪盤；7.水槽（2）盤磨機：多用于磨削平面，如刻面型寶石多種面。關鍵結(jié)構是：防濺罩、支架、軸承、電動機、被動軸筒、砂帶、主動軸筒、水槽等（3-1-4）。圖3-1-4盤磨機結(jié)構示意圖1.砂盤；2.防濺盆；3.軸承；4.主動軸；5.電動機（3）帶磨機：帶磨機磨具是砂帶，關鍵用于磨削寶石多種弧面。關鍵結(jié)構是：防濺罩、支架、軸承、電動機、被動軸筒、砂帶、主動軸筒和水槽等(圖3-1-5)。圖3-1-5帶磨機結(jié)構圖3-1-6滾磨機結(jié)構1.防濺罩；2.支架；3.軸承；4.電動機；1.滾桶；2.支軸；3－5.皮帶輪；5.被動軸筒；6砂帶；7主動軸筒；8水槽6.主動軸；7.電動機（4）滾磨機：關鍵用于磨削除去毛坯棱角，使之變圓滑。關鍵部件有：滾桶、支軸、皮帶輪、主動軸、被動軸和電動機等（圖3-1-6）。3、拋光設備關鍵用于寶石拋光。大多數(shù)加工廠不設置專門拋光設備，而是用磨削設備更換磨具、磨料來替換。當然也有專門拋光設備，常見拋光設備由拋光桶、橡膠板內(nèi)襯、彈簧、電動機、皮帶傳動裝置、偏心輪等組成（圖3-1-7）。圖3-1-7振動拋光機結(jié)構圖圖3-1-8機械鉆孔機結(jié)構圖1.拋光桶；2.橡皮板內(nèi)襯；3.彈簧；1.鉆動軸；2.鉆頭夾具；3.鉆桿；4.鉆桿4.電動機；5.皮帶傳動裝置；6.偏心輪5.電動機；6.載石臺；7.圓珠坯4、鉆孔設備鉆孔設備關鍵用于珠型和異型寶石打孔，也包含珍珠打孔?，F(xiàn)在常見鉆孔設備兩種，即機械打孔機和超聲波打孔機。（1）機械打孔機：由轉(zhuǎn)動軸、鉆頭夾具、鉆桿、鉆桿升降操作器、載物臺、圓珠坯等組成（圖3-1-8）。（2）超聲波打孔機：其原理是將超聲波慢振蕩經(jīng)過放大和轉(zhuǎn)換為同一頻率機械振動來實施打孔。其結(jié)構由轉(zhuǎn)換器、線圈、超聲波發(fā)生器、耦合放大桿、變幅桿、工作夾和毛坯等組成。5、常見工具關鍵有鍘鉈、鏨鉈、勾鉈、磨鉈、軋鉈、釘子、棍子、串錘、彎子等（見圖3-1-9）。圖3-1-9用于雕刻多種工具(a)鍘鉈；(b)；(c)鏨鉈；(d)勾鉈；(e)磨鉈；(f)軋鉈；(g)釘子；(h)棍子；(I)串錘；(j)彎子1.2.2常見工藝材料1、磨料是用于琢磨和拋光寶石材料，關鍵是部分含有一定硬度和韌度粒狀或微粒狀礦物或礦物集合體。必需含有基礎條件是：硬度比被加工材料高；有合適抗破碎強度和自銳性；在高溫下能保持固有硬度；粒度和形狀均勻；和被加工材料不產(chǎn)生化學反應?，F(xiàn)在用于寶石加工磨料關鍵有：金剛石、碳化硅、碳化硼、剛玉和關鍵用作拋光硅藻土等。2、磨具是寶石加工中最關鍵切割、磨削和拋光工具。依據(jù)在加工中作用不一樣，磨具可分為切割磨具、磨削磨具和拋光磨具三大類；依據(jù)磨具和磨料附著關系，又有游離磨料磨具和固著磨料磨具之分。（1）固著磨料磨具：是指磨料被某種結(jié)合劑結(jié)合起來并做成一定而形狀磨具，或磨料被附著于某基體上而成磨具。這種磨具常見有金剛石粉鋸片、砂輪(碳化硅砂輪和金剛石砂輪)、砂帶(碳化硅)、砂盤等。（2）游離磨料磨具：是指磨料不是粘附于磨具基體上，而是在磨具工作面上處于游離分散狀態(tài)，此種磨具通常僅起支撐磨料進行磨削作用，而不把持磨料。這種磨具常見有磨盤和拋光盤。3、輔料在寶石加工中，除需多種磨料和磨具外，還需多種輔助材料，包含冷卻液、粘結(jié)材料和清洗材料等。（1）冷卻液：在寶石加工過程中，往往產(chǎn)生大量熱量，使寶石和磨具溫度升高，故要使用冷卻液降溫。除冷卻外，冷卻液還有清洗和潤滑作用。寶石加工中常見冷卻液有水、油和皂化液等。（2）粘結(jié)材料：關鍵用來將寶石粘在一操作棒上方便于寶石加工。粘結(jié)材料必需含有條件是：含有良好粘結(jié)性；合適軟化點，有良好熱穩(wěn)定性；良好化學穩(wěn)定性；無毒、無雜質(zhì)。寶石加工中常見粘結(jié)材料有：石蠟、蟲膠、松香、黑火漆、火漆膠、綠條膠、紅膠、502膠和木漆等。（3）清洗材料：關鍵用于清洗粘結(jié)劑和寶石表面油污、灰塵等。常見寶石清洗材料有：水、堿性溶液、酸性溶液和有機溶液等。1.3常見款式寶石加工款式是指寶石切工和琢型。自古到今，寶石款式千變?nèi)f化，總結(jié)、歸納寶石款式，可分為弧面型、刻面型、珠型、異型幾大類。1.3.1弧面型弧面型又稱素面型，它是由一個拱曲拋光頂面和一個平未經(jīng)拋光底面組成，其外型通常為卵型或圓型。1、弧面型寶石分類弧面型常分為圓型、橢圓形、橄欖型、心型、方型、隨意型。依據(jù)截面特點又可分為高拱頂、中拱頂、低拱頂、雙凸型、凹凸型（見圖3-1-10）。圖3-1-10弧面型寶石常見琢型2、弧面型款式應用當被加工寶石含有下列情況時，能夠考慮使用弧面型款式。（1）當透明寶石含有過多包裹體用刻面琢型不能發(fā)揮其優(yōu)勢時,這些寶石最好加工成弧面型。經(jīng)典例子有：含包裹體和雜質(zhì)紅寶石、藍寶石、祖母綠和電氣石等。（2）全部不透明和半透明寶石，如翡翠、綠松石、青金石、孔雀石和瑪瑙等。（3）含有特殊光學效應寶石，如具變彩效應蛋白石和拉長石、具星光效應紅寶石、藍寶石和具貓眼效應金綠寶石等。1.3.2刻面型這種款式由完全覆蓋寶石表面一系列幾何形平面組成。用刻面型并使原石以適宜角度研磨拋光，寶石會顯示四種寶貴光學效應：體色、亮度、火彩和閃耀程度?？堂嫘蛯毷愋秃芏啵瑩?jù)統(tǒng)計達數(shù)百種之多，常見也有數(shù)十種，這些琢型依據(jù)其形狀特點和小面組合方法不一樣，可分為以下幾類。1、鉆石式琢型（BrilliantCut）鉆石式琢型是現(xiàn)在適用最多琢型之一，它起源于鉆石晶體形狀，也關鍵用于鉆石琢型。不過其它透明寶石也可用此琢形，如紫晶、海藍寶石、橄欖石、石榴石、電氣石、鋯石和黃玉等。這種琢形可能是十七世紀未期一位叫VincenzioPeruzzi寶石工匠在威尼斯發(fā)展起來，在以后年代里，這種琢型理想百分比一直在修改，至今它仍然是鉆石最令人喜愛琢型，這種琢型由冠部、腰部和亭部三部分組成，其冠部有33個小面，包含：1個臺面，8個冠部主小面，8個星小面，16個上腰小面；亭部有25個小面，包含：1個底面，8個亭部主小面，16個下腰小面，其理想百分比（見圖3-1-11）。圖3-1-11圓多面形琢型百分比及小面名稱2、階梯形琢型(StepCut)也被稱為祖母綠琢型或陷井式琢型。這種琢型最簡單形式有一方形輪廓和一個被一系列矩形小面圍繞方形臺面，其底部終止于一個尖頂。階梯型琢型最大特征是含有階梯狀翻光面，其最經(jīng)典是用于祖母綠切磨祖母琢型（圖3-1-12）。由祖母綠琢型演化而來琢型很多，從正方形－長條形全部有，這關鍵取決于寶石原石形狀。圖3-1-12階梯形(祖母綠型)琢型示意圖3、玫瑰式(RoseCut)關鍵用于那些具不完整晶體鉆石，如板狀、尖角狀和部分厚度較薄碎片，也用于其它通常寶石。玫瑰式琢型關鍵特點是：上部由多個小面組成，下部僅有一個大而平底面，看上去象個單錐體（圖3-1-13）。這種琢型即使不利于顯示寶石火彩和亮度，但其優(yōu)美幾何形狀和適用性仍有一定吸引力，部分常見玫瑰式琢型如（圖3-1-13）。圖3-1-13經(jīng)典荷蘭式玫瑰形琢型(24個小面)4、剪形(交叉)琢型這種琢型實際上是階梯琢型改善型。在這種琢型中，在臺面四面不是矩形小面，而是三角形小面(見圖3-1-14)。這種琢型在給寶石以一定亮度同時，也改善了寶石顏色?？墒?，這種琢型亭部底端會損失部分光，所以可能在寶石中央產(chǎn)生一個死點，從而影響寶石外觀。圖3-1-14剪形(交叉)琢型5、混合式(ＴheMixedCut)混合式琢型是指前述多個琢型混合而組成琢型。其冠部能夠是鉆石式，也能夠是階梯式，亭部也如此。兩種常見混合式琢型（見圖3-1-15），上圖冠部為鉆石型，亭部為階梯型，下圖冠部為交叉形，亭部為階梯形。圖3-1-15兩種經(jīng)典混合形琢型1.3.3珠型通常見于中低級寶石琢磨，能夠用于制作不一樣首飾，如項鏈珠、手鏈珠、耳墜珠和其它佩飾珠。珠型依據(jù)形狀特點可深入可分為很多類型(見圖3-1-16)。圖3-1-16多個常見珠型琢型1.3.4異型異型寶石包含自由型和隨意型兩種。自由型是大家依據(jù)自已喜愛，或依據(jù)寶石原石形狀，將寶石磨成不對稱或不規(guī)則幾何形態(tài)。隨意型是最簡單寶石造型，它通常不對寶石原石作過多加工，而僅將自然原石棱角磨圓滑和拋光。因為隨型寶石形態(tài)千變?nèi)f化，稀奇古怪，表現(xiàn)出大自然多姿多彩和神密莫測，含有其它寶石造型所沒有獨特魅力。1.4通常過程寶石加工過程是十分復雜，嚴格說來，沒有一個統(tǒng)一模式，但通常有以下過程：1.4.1選擇原石自然界礦物和巖石數(shù)千種，但用作寶石常見只有30多個，在這30余種礦物和巖石中，能達成寶石級要求十分少，所以，在加工之前，首先要對寶石材料（礦物或巖石）進行選擇。依據(jù)前人經(jīng)驗，能被選作寶石基礎條件是：（1）顏色艷麗、純正，令人喜愛；（2）透明度好，或雖透明度低，卻能顯示某種特殊光學效應，如貓眼效應、星光效應、變彩效應等；（3）含有一定硬度，通常不低于5，部分有奇異光學效應寶石（歐泊、珍珠等）能夠有較低硬度；（4）光澤較強，或含有特殊光澤，通常為金剛光澤-玻璃光澤。但軟玉油指光澤、珍珠珍珠光澤等使它們含有較高寶石學價值。（5）有一定熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性；（6）質(zhì)地純潔、無瑕疵或只有徽量瑕疵；（7）有一定粒度和質(zhì)量。不一樣寶石，其重量下限不一樣，如鉆石可低于0.25ct，優(yōu)質(zhì)紅寶石和藍寶石可低于0.3ct；（8）含有良好可琢磨性和可拋光性；（9）含有固寶產(chǎn)地，產(chǎn)量供給也較穩(wěn)定，有一定生產(chǎn)服務年限。上述條件若有一條嚴重不足者，就不能選作商業(yè)用寶石材料。至于收藏用寶石，其選擇條件十分寬松，只要收藏者喜愛礦物或礦物集合體均可入選，所以作收藏用寶石種類就相當廣泛。1.4.2款式設計在琢磨之前，需要對具體寶石原石進行精細款式設計。這是寶石加工不可缺乏、而且極其關鍵前期工作。通常說來，寶石款式設計包含確定寶石琢型、琢型定位、定向、確定具體寶石加工方法等。這是一門專門學問，本書不作具體介紹。以下一些寶石加工定位和定向作簡明說明。1、弧面琢型寶石定位和定向（1）貓眼效應：當寶石含有大量定向排列纖維狀包裹體，均可加工成含有貓眼效應弧面型寶石。依據(jù)貓眼效應產(chǎn)生原理，使琢型底面平行于包裹體，假如寶石輪廓為橢圓形，則纖維方向垂直于琢型寶石長軸方向。為了使貓眼效應顯得更細更活，能夠合適加工凸面型厚度，使凸面曲率增大，方便反射光集中于一個窄帶內(nèi)，形成清楚明亮，活靈活現(xiàn)貓眼效應。（2）星光效應：當寶石內(nèi)部針狀或纖維狀包裹體呈2個或3個方向分布時，弧面型切磨，定位時讓底面平行于各方向包裹體排列面，即垂直于C軸。寶石被切磨后便可形成四射或六射星光（見圖3-1-17）。圖3-1-17貓眼效應（a）和星光效應（b）定位2、刻面型寶石定位和定向為了愈加好地表現(xiàn)透明寶石體色、亮度、火彩及閃耀程度，在加工設計中需要著重考慮刻面寶石臺面定位。（1）多色性顯著寶石：對多色性較顯著寶石，在加工設計時，應關鍵考慮寶石臺面取向，使其含有最好顏色。如藍寶石，通常從平行晶軸方向上觀察時，顏色為藍色；從垂直光軸方向上觀察時，除藍色外，還常顯示出一定黃綠色色調(diào)。所以，設計時通常把琢型臺面選在和光軸垂直方向上，這么設計，寶石臺面可取得較柔和藍色。又如綠色電氣石，通常從垂直光軸方向上觀察時，顏色為鮮明綠色和藍綠色；從平行光軸方向上觀察時，則顯示深棕綠色或深橄欖綠色。所以，設計時通常把琢型臺面選在和晶體光軸平行方向上（見圖3-1-18）。這么設計，便可取得理想效果。圖3-1-18藍寶石臺面定位（a）和綠色電氣石臺面定位（b）（2）無多色性或多色性不顯著寶石定位和定向：因為這類寶石顏色隨方向改變極小，所以，在設計時充足考慮是，最大程度地利用寶石。確保成品大一個方法是：臺面平行于晶體對角線平面。石榴石、尖晶石、水晶、托帕石全部可用這種方向確定臺面方向。（3）含有色帶、色區(qū)、色團和色斑現(xiàn)象寶石定位和定向：有些寶石晶體顏色分布不均勻，如藍寶石中色帶、紫晶中色斑、電氣石中色區(qū)等。假如臺面定向不妥，就會造成成品從臺面觀察顏色分布不均勻現(xiàn)象，從而影響到寶石商業(yè)價值，所以，在加工中需考慮正確定向和定位（圖3-1-19）。圖3-1-18色團和色斑處理方法示意圖（4）具解理寶石定位和定向：對于解剪發(fā)育寶石，在原料切割上很方便，但對于寶石加工拋光工序來說，則較困難，而且易產(chǎn)生熱臺面破裂，而且解理面不能拋光。所以，在原石定位上應避免臺面（包含琢形小面）平行于解理面，而盡可能使臺面和解理面成5o～10o（或80o～85o）角度或和縱軸平行來定向。假如原石解理數(shù)較多，其定向標準上應避免臺面平行于解理最發(fā)育一組（見圖3-1-19）。圖3-1-19發(fā)育解理寶石臺面定位示意圖1.4.3分割原石分割原石關鍵在多種