宝石加工工艺特点及技术要求.doc

第 1 章 宝石加工实践证明，大多数宝石原料都必须经过一定的加工琢磨工艺处理后，方能显示出其完美品质， “玉不琢，不成器” ，就是这个道理越是高档宝石，越需要精细的设计加工才能获得更为理想的佳品，因此，宝石加工工艺的优劣是决定宝石价值和档次高低的重要依据宝石的加工开始于 10000 多年前的旧石器时代，人们最早期的手工劳动作品是不成对称型的装饰品在旧石器时代末期至新石器时代，宝石加工工艺不断提高，人们学会了抛光因此，宝石加工是一项非常古老的工艺和艺术中国是加工琢磨宝石最早的国家之一，因而历史上出现过许多著名的宝石加工大师，如秦朝的烈裔，金朝的邱处机和明朝的陆子冈等今天，由于科学技术的进步，宝石加工在操作技术上已在逐步由手工业向机械化、自动化发展，加工艺术性更趋成熟，更加精湛，加工效率大幅度提高，这为满足社会日益增长对珠宝的需求和需要的多样化提供了技术保障1.1 工艺特点及技术要求1.1.1 工艺特点宝石加工虽然随科学的发展而不断进步，但由于受自身要求和性质的制约，它具有一些固定的、相对稳定的工艺特点1、减法出造型　　减法出造型是宝石加工工艺技术的本质宝石加工是通过琢、磨等基本工序完成的，所谓“琢”就是切开，也就是将宝石原石中不需要的部分切除，或将大块的原石切成所需要的小块，同时又为后面的磨的工艺留下一定的余量。

“磨”即指磨削，也是去除余料，所不同的是琢和磨的技术方法存在的明显不同，磨包括倒棱、圈形、粗磨、细磨和抛光等主要工序琢磨的减法性质要求宝石加工必须是渐近的、准确的，减量逐渐减少趋零，减多或减少都不会出现高质量的成品，严重者可能会浪费原料，造成巨大的损失因此，宝石加工需要先进的技术和丰富的实践经验，更需要在加工前对宝石原料进行认真研究，并根据具体宝石原料的特征作出周密细致的设计从某种意义上说，宝石加工工艺技术是实现宝石设计思想的手段2、手工艺性由于宝石原料的特征千差万别，可以说世界上没有两块特征完全相同的宝石，这使得宝石加工很难大批量一模一样地进行生产，特别是高档宝石，成品的重量和造型很大程度上由宝石的大小、形状和其它性质所决宝一块宝石往往只能加工一样或几样不同的产品，而另一块宝石加工出来的成品则可能完全不同，无论在大小和重量上，或琢型上都会有很大的差别因此，尽管宝石加工的设备的机械化和自动程度可能会越来越高，但宝石加工具体操作以及加工的重要环节则可能永远是手工的3、不同宝石种类的加工技术有所不同　　由于不同种类宝石在性质、质量、价值等方面存在着较大的差异，因此，要求不同的加工技术和方法。

一些重要的宝石（如钻石、翡翠和软玉等）由于受自身的性质、特征和价值影响，还形成了一些专门的加工工艺和技术，例钻石加工、玉雕、有色宝石加工等当然，所有这些不同的加工工艺，就其本质而言都是一样的，都是离不开琢、磨和抛，不同之处主要是具体的工艺技术和精度要求不同，从而使加工使用的设备、磨料等也会有较大的差别4、加工款式不同，对宝石加工的工艺要求不同宝石加工必须完整、准确地反应设计方案，即是说，不同的设计(主要是造型或款式)方案给宝石加工工艺和技术限定了范围，刻面型宝石必须使用刻面型加工工艺，弧面型宝石必须用弧面型加工工艺，玉雕必须玉雕的加工工艺等即是说，不同的琢型对加工工艺的要求是不同的1.1.2　技术要求宝石加工并非是所有人都能完成的工作，宝石加工对加工人员有较专门的技术要求，特别是对于钻石、红宝石、翡翠等高档宝石，其技术要求应该更加严格最起码的要求有：（1）熟练掌握所加工宝石的物理化学性质和加工性能；（2）熟练掌握宝石加工设备的结构、操作方法和使用范围；（3）熟练掌握不同种类宝石加工的工艺流程、操作规程和技术方法；　　（4）能准确无误地理解宝石设计方案，并准确地通过加工工艺操作实现设计意图；（5）能对加工成品的质量和价值作出较准确而合理的评估。

要达到上述基本要求，需要在掌握宝石学、宝石加工工艺学等有关基础知识的基础上，经过较长期的具体加工实践专业知识越扎实，实践经验越丰富，加工水平就越高1.2 常用设备和工艺材料1.2.1 常用设备要把宝石原料(矿物或岩石)琢磨成宝石，必须借助于一定的加工设备而加工设备实际上是随科学技术的发展而不断改进和发明的目前的宝石加工设备的种类已相当繁多，但根据其在加工中的作用，主要可将另工设备分成下列几大类1、切割设备切割设备主要用于宝石原料的分割.其具体用途有:（1）分割原石：即把大块料分割成小块料，或把大块料上的废料剔除；（2）预形：即把毛料修整为初步的造型(毛坏)根据用途不同，切割设备又可分为下料机(或开石机)和修整机两大类下料机(开石机):主要是用于分割大块的原石，其结构比较简单，主要部件有：钢质主动轴和轴承、冷却装置、支撑和进料装置、防溅罩、电动机和皮带等（图 3-1-1） ；切块机（切块、切条和切粒等）体积比开石机小，主要用途是把中等大小的原石切成片、条和小块料，其结构与开石机类似图 3-1-1　开石机的结构示意图1.原石；2.原石夹；3.托盘；4.滑机；5.防溅罩；6.锯片；7.法兰盘；8.主动轴；9.轴承；10.电动机；11.砂浆槽修整机：主要用于小块宝石(珍贵宝石)切割和毛料的修理。

其结构简单，主要部件有：电动机、冷却机、载物台、锯片、防溅罩、轴承和主动轴、皮带轮和皮带、有机玻璃防溅板等(图 3-1-2)图 3-1-2　修整机的结构示意图1.电动机；2.冷却液箱；3.载石平台；4.锯片；5.防溅罩；6.轴承的主动轴；7.皮带轮和皮带；8.有机玻璃防溅罩2、磨削设备主要用于磨削宝石使之出造型根据磨削方式和磨具不同，磨削设备可分以下几种：（1）轮磨机：主要功能是给宝石倒棱和圈形，即磨削宝石毛坯使之成造型雏型其主要部件是：轴承、主动轴、冷却水管、防溅罩、砂轮、法兰盘、水槽等（图 3-1-3） 图 3-1-3　轮磨机的结构简图1.轴承；2.主动轴；3.冷动水管；4.防溅罩；5.砂轮；6.盘；7.水槽（2）盘磨机：多用于磨削平面，如刻面型宝石的各种面主要结构是：防溅罩、支架、轴承、电动机、被动轴筒、砂带、主动轴筒、水槽等（3-1-4） 图 3-1-4　盘磨机的结构示意图1.砂盘；2.防溅盆；3.轴承；4.主动轴；5.电动机　　（3）带磨机：带磨机的磨具是砂带，主要用于磨削宝石的各种弧面主要结构是：防溅罩、支架、轴承、电动机、被动轴筒、砂带、主动轴筒和水槽等(图 3-1-5)。

图 3-1-5　带磨机的结构　　　　　　　　　 　图 3-1-6　滚磨机的结构1.防溅罩；2.支架；3.轴承；4.电动机；　　 1.滚桶；2.支轴；3－5.皮带轮；5.被动轴筒；6 砂带；7 主动轴筒；8 水槽　　　　 　　 6.主动轴；7.电动机（4）滚磨机：主要用于磨削除去毛坯的棱角，使之变圆滑主要部件有：滚桶、支轴、皮带轮、主动轴、被动轴和电动机等（图3-1-6） 3、抛光设备主要用于宝石抛光大多数加工厂不设置专门的抛光设备，而是用磨削设备更换磨具、磨料来替代当然也有专门的抛光设备，常用抛光设备由抛光桶、橡胶板内衬、弹簧、电动机、皮带传动装置、偏心轮等组成（图 3-1-7） 图 3-1-7　振动抛光机结构图　　 　　　　图 3-1-8　机械钻孔机结构图1.抛光桶；2.橡皮板内衬；3.弹簧；　 1.钻动轴；2.钻头夹具；3.钻杆；4.钻杆4.电动机；5.皮带传动装置；6.偏心轮　　 　5.电动机；6.载石台；7.圆珠坯4、钻孔设备钻孔设备主要用于珠型和异型宝石的打孔，也包括珍珠打孔目前常用的钻孔设备的两种，即机械打孔机和超声波打孔机。

1）机械打孔机：由转动轴、钻头夹具、钻杆、钻杆升降操作器、载物台、圆珠坯等构成（图 3-1-8） 2）超声波打孔机：其原理是将超声波的慢振荡通过放大和转换为同一频率的机械振动来实施打孔的其结构由转换器、线圈、超声波发生器、耦合放大杆、变幅杆、工作夹和毛坯等构成5、常用工具主要有铡铊、錾铊、勾铊、磨铊、轧铊、钉子、棍子、串锤、弯子等（见图 3-1-9） 图 3-1-9 用于雕刻的各种工具(a)铡铊；(b)；(c)錾铊；(d)勾铊；(e)磨铊；(f)轧铊；(g)钉子；(h)棍子；(I)串锤；(j)弯子1.2.2 常用工艺材料1、磨料是用于琢磨和抛光宝石的材料，主要是一些具有一定硬度和韧度的粒状或微粒状的矿物或矿物集合体必须具备的基本条件是：硬度比被加工的材料高；有适当的抗破碎强度和自锐性；在高温下能保持固有的硬度；粒度和形状均匀；与被加工材料不产生化学反应目前用于宝石加工的磨料主要有：金刚石、碳化硅、碳化硼、刚玉以及主要用作抛光的硅藻土等　　2、磨具是宝石加工中最重要的切割、磨削和抛光的工具根据在加工中的作用不同，磨具可分为切割磨具、磨削磨具和抛光磨具三大类；根据磨具与磨料的附着关系，又有游离磨料磨具和固着磨料磨具之分。

1）固着磨料磨具：是指磨料被某种结合剂结合起来并做成一定而形状的磨具，或磨料被附着于某基体上而成的磨具这种磨具常见的有金刚石粉锯片、砂轮(碳化硅砂轮和金刚石砂轮)、砂带(碳化硅)、砂盘等2）游离磨料磨具：是指磨料不是粘附于磨具基体上，而是在磨具工作面上处于游离分散状态，此种磨具一般仅起支撑磨料进行磨削的作用，而不把持磨料这种磨具常见的有磨盘和抛光盘3、辅料在宝石加工中，除需各种磨料和磨具外，还需各种辅助材料，包括冷却液、粘结材料和清洗材料等1）冷却液：在宝石加工过程中，往往产生大量的热量，使宝石和磨具温度升高，故要使用冷却液降温除冷却外，冷却液还有清洗和润滑的作用宝石加工中常用的冷却液有水、油和皂化液等2）粘结材料：主要用来将宝石粘在一操作棒上以便于宝石加工粘结材料必须具备的条件是：具有良好的粘结性；适当的软化点，有良好的热稳定性；良好的化学稳定性；无毒、无杂质宝石加工中常见的粘结材料有：石蜡、虫胶、松香、黑火漆、火漆胶、绿条胶、红胶、502 胶和木漆等3）清洗材料：主要用于清洗粘结剂和宝石表面油污、灰尘等常用的宝石清洗材料有：水、碱性溶液、酸性溶液和有机溶液等1.3 常见款式宝石加工款式是指宝石的切工和琢型。

自古到今，宝石的款式千变万化，总结、归纳宝石的款式，可分为弧面型、刻面型、珠型、异型几大类1.3.1 弧面型弧面型又称素面型，它是由一个拱曲的抛光顶面和一个平的未经抛光的底面构成，其外型通常为卵型或圆型1、弧面型宝石的分类弧面型常分为圆型、椭圆形、橄榄型、心型、方型、随意型根据截面特点又可分为高拱顶、中拱顶、低拱顶、双凸型、凹凸型（见图 3-1-10） 图 3-1-10 弧面型宝石的常见琢型2、弧面型款式的应用当被加工的宝石具有下列情况时，可以考虑使用弧面型款式1）当透明宝石含有过多的包裹体用刻面琢型不能发挥其优势时,这些宝石最好加工成弧面型典型例子有：含包裹体和杂质的红宝石、蓝宝石、祖母绿和电气石等2）所有不透明和半透明的宝石，如翡翠、绿松石、青金石、孔雀石和玛瑙等3）具有特殊光学效应的宝石，如具变彩效应的蛋白石和拉长石、具星光效应的红宝石、蓝宝石和具猫眼效应的金绿宝石等1.3.2 刻面型这种款式由完全覆盖宝石表面的一系列几何形平面构成用刻面型并使原石以合适的角度研磨抛光，宝石会显示四种宝贵的光学效应：体色、亮度、火彩和闪耀程度刻面型宝石的类型很多，据统计达数百种之多，常见的也有数十种，这些琢型根据其形状特点和小面组合方式的不同，可分为以下几类。

1、钻石式琢型（Brilliant Cut） 钻石式琢型是目前适用最多的琢型之一，它起源于钻石晶体形状，也主要用于钻石的琢型不过其它透明宝石也可用此琢形，如紫晶、海蓝宝石、橄榄石、石榴石、电气石、锆石和黄玉等　这种琢形可能是十七世纪未期一位叫 。